在过去的几个月里，我注意到很多关于一种新型电池的报道，如果我听到的所有承诺都是真的，这种电池可能会彻底改变电池行业。
这个新的挑战者是钠离子电池，它将锂换成钠——目前我们用锂离子电池为大多数电动汽车、手机、笔记本电脑等设备提供动力。
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钠离子电池最早可能在 2023 年年底挤入电池市场，它们可能在降低电动汽车成本方面发挥巨大作用。现在，让我们更深入地挖掘其中的化学原理，并考虑这些细节对电动汽车电池的未来可能意味着什么。
如今锂电池占据主导地位的一个重要原因是体积小。
我指的是原子级别的意义。锂是第三轻的元素，仅比氢和氦重。归根结底，如果你想制造紧凑、轻便的电池，那很难找到比它更轻的金属了。
从 iPhone 到电动汽车，减少重量和尺寸是所有产品的目标:重量轻、性能高的电池意味着你的手机可以更小，你的车可以开得更远。因此，我们衡量电池进步的主要方法之一是能量密度——在给定尺寸的电池中可以储存多少能量。
当你看到这些化学层面上的解释后，就应该很好理解，为什么锂离子电池自 20 世纪 90 年代首次商业亮相以来就大受欢迎了。当然还有其他因素，比如锂离子电池能够达到高电压以提供大量电力，但其轻便便携的优势怎么强调都不为过。
锂离子电池也受益于自己的地位。无数的研究人员在世界各地寻找制造锂离子电池的新材料和新方法，许多公司也在大量生产锂离子电池——所有这些都进一步提高了它的效率。因此，几十年来，其成本基本上每年都在下降（2022 年除外）。
与此同时，能量密度正在上升，这是一个很棒的趋势，可以减少充电的次数，至少现在比几年前要好得多。
拓展
但是，仅仅因为锂离子电池在当今电池世界占据主导地位，并不意味着它不会被挑战。
我以前写过电池行业有哪些越来越多的选择，但主要是在电网固定存储的背景下。在向风能和太阳能等间歇性可再生能源过渡的过程中，这一点尤为重要。
虽然备用系统目前倾向于使用锂离子电池，因为只有它们最可用，但许多公司正在努力制造最终可能更便宜、更耐用的电池。换句话说，许多研究人员和公司都想设计专门用于固定存储的电池。
例如，新电池可以用铁或塑料等资源更丰富的材料制成，它们可能使用水而不是有机溶剂来传输电荷，解决了人们对大规模锂离子电池装置安全性的担忧。
但与固定存储相比，可用于电动汽车的候选电池较少，因为我们对汽车的需求很大。如今，商业市场上的竞争主要是在不同种类的锂离子电池之间展开的，一些不含钴和镍的低成本电池在过去几年中逐渐流行起来。
不过，这种情况可能很快就会改变，因为在元素周期表上，就在锂的下方，潜伏着一个挑战者：钠。钠在某些方面与锂相似，用这种材料制成的电池可以达到与锂离子电池相似的电压（这意味着为电池供电的化学反应几乎一样强大）。
最关键的是，钠基电池最近在一个更小的封装里塞进了更多的能量。2022 年，钠离子电池的能量密度与十年前一些低端锂离子电池的能量密度差不多，当时特斯拉跑车等早期商用电动汽车已经上路了。
