2017 年 10 月 9 日，一項具有重大突破意義的研究成果發表在了《自然˙能源》期刊上。一支由著名華裔材料科學家鮑哲南和崔屹領銜的材料科學研究團隊，成功研發出了一種新型鈉離子電池陰極材料。該材料擁有極高的電池容量且循環壽命大幅增加，有望取代因礦產資源儲量有限而價格高昂的鋰離子電池。

圖 | 著名華裔材料科學家斯坦福大學教授鮑哲南(左)、崔屹(中)以及本次論文的第一作者、斯坦福大學博士后 Min ah Lee (右)

這種新型的材料使用了全新的思路，大大提升了鈉離子電池的性能——其循環電池容量達到了 484mAh/g，陰極能量密度更是高達 726Wh/kg。

本次論文的第一作者、斯坦福大學博士后 Min ah Lee也對 DT 君表示：“ 我們的新型陰極由氧和鈉組成，具有與常規鋰陰極相當的能量密度，可以作為鈉離子電池取代鋰離子電池的可靠陰極。”

更加令人矚目的是，由于地球上鈉的儲量極為豐富，鈉離子電池陰極材料開采、生產成本僅為鋰離子電池的 1/100，從而將鈉離子電池的整體成本控制到鋰離子電池的 80% 左右。這一突破性的技術進展，讓人類在大規模能源儲存的道路上再一次邁出堅實的一步。

圖 | 隨著全球對鋰電池的需求不斷增加，鋰礦的開采供不應求，價格也水漲船高。隨著儲量的消耗，其價格可能進一步攀升

事實上，作為目前移動端最靠譜的電池，鋰離子電池以較高的能量密度和較徹底的充放電深度，統治了手機、電腦、電動汽車等絕大多數需要充電電池的應用場景。而且，隨著鋰電池產能的提高，在規模經濟的作用下，其價格已經連續多年保持下降的勢頭，進一步鞏固了其相對于其它電池技術的競爭優勢。

有科學家甚至認為，在地球上的鋰礦全被開采完之前，將不會有其它電池取代鋰電池的江湖地位。

然而，“儲量耗盡”這個看似天方夜譚一般的情景，卻正成為很多業內人士真真切切的擔憂。在全球范圍內鋰電池的產量不斷沖向新高、鋰電池整體價格大幅下降的背景下，部分用于生產鋰電池電極的原材料價格卻反而大幅飆升。這是因為地球上可用于生產鋰電池所需陰極材料的礦產資源(鋰礦、鈷礦等)實際上一點都不豐富。

為了滿足現有的鋰電池產量需求，世界范圍內各個礦場的產能都已經被逼到了極限，再增加產能十分困難。更不用說，加速開采還會讓這些有限的礦產資源提前耗盡，從而進一步推高價格。因此，鋰離子電池面臨著一個絕大多數的商品永遠都不會面臨到的挑戰：隨著產量的提升，價格不僅無法持續下降，反而可能急劇升高。

為了解決這個問題，科學家們將目光投向了在元素周期表上緊挨著鋰元素、特性也與其十分相近的另一種元素——鈉。與鋰資源相比，地球上的鈉資源儲量簡直豐富到“不可能被耗盡”：從浩瀚的大海里，到每家每戶的餐桌上，到處都有氯化鈉——食鹽的身影。與鋰離子電池材料每噸高達15,000 美元的價格相比，如果用鈉離子作為電極材料，其每噸成本將只有150 美元，便宜足有 100 倍之多。

圖 | 與鋰相比，地球上的鈉資源實在是太豐富了。大海、鹽湖、鹽礦，鈉元素占據了地殼中超過 2.7% 的質量。因此，以鈉為材料的電池將遠比鋰電池便宜。