锂电池会被镁电池取代吗？

如今各种锂电池已经成为日常生活里必不可少的设备，无论是手机、电脑、可穿戴设备还是新能源汽车，它的应用变得越来越广泛。但随之而来的是外界对锂电池资源的担忧，尤其是今年以来锂电池相关原材料价格出现飞涨，且随着人类向可再生能源的发展，需要一种储存更多电能的技术。逼迫各国纷纷加快布局“后锂电池”时代。

近日，英国剑桥大学、丹麦及以色列的知名工科大学，以及德国、西班牙的研究机构组成联合的团队E－Magic，将目光投向了镁。镁离子可以携带2个正电荷，而锂离子只能携带1个，因此理论上镁电池的能量密度可以比锂电池更大。目前实验室的镁电池已经能反复充放电超过500次。研究人员将致力于改进电解液及开发新的电极材料。同时丰田的北美研究所和美国休斯敦大学也在开发新型镁电池，它的电极正极材料采用有机化合物，电解质采用硼。虽然这种镁电池目前只能充放电200次，但研究团队称“已经找到了开发出高稳定性、高性能电池的方向”。

此外，锂电池原材料——锂、镍、钴的产地分布极度不均匀，近80％锂资源产量集中在美洲四湖以及澳洲六矿；镍资源78％集中在印尼、澳大利亚、巴西、俄罗斯、古巴和菲律宾等地区；全球已探明钴资源则约51％分布在刚果（金）。

相比之下，钠、镁、锌的储量要高得多。例如锂在地壳中的储量为0．0065％，全球储量仅有8600万吨，而钠在地壳中的储量为2．74％，仅中国柴达木盆地的钠盐储量就达到3216亿吨。

但另一方面，镁电池在技术和材料上仍有很多障碍有待克服。由于镁离子体积小、电荷密度大、极化作用强，难以插入到多数基质中去，较难形成嵌入式化合物。因此，可以供选择的正极材料受限。 

并且镁与水发生反应，已报道的电解液体系有格氏试剂的液， MgrhICL－AICL／THFMg（Snphb）2等有机电解质，但是这些有机电解质在充放电的过程中可能会放出气体，具有一定安全隐患。结合这些原因，完全替代锂电池可能还需要一段路要走。镁电池在技术和材料上仍有相当多障碍有待克服，目前还没有找到比较合适的电极材料，更谈不上大规模应用。

此前，宁德时代开发出第一代钠离子电池。该电池能量密度达160Wh／kg，在常温下充电15分钟，电量就可达到80％，锌电池和铝电池的开发也获得不同进展。但总的来说它们的成熟度距离大规模商业化应用还有距离，甚至只是处于实验室阶段。

所以，“后锂电池”时代是否到来，什么时候到来，还需要静观其变。无论是镁电池、锌电池还是钠电池，其成熟度距离大规模商业化应用还有相当差距，甚至只是处于实验室阶段，性能也有不少缺陷。他表示，外界对于这些锂电池替代技术如此热心，核心原因不在于它们的性能更好，而是资源更丰富、原材料价格更便宜。