十一月十八日報道《日本經(jīng)濟(jì)新聞》十一月十四日發(fā)表題為《圍繞鋰離子電池替代品的競爭已經(jīng)開啟》的文章，作者為草鹽拓郎。多價離子電池的研究已在美國取得進(jìn)展，但首先是日本公司沖在前面。研發(fā)競爭也吹響了霸權(quán)爭奪戰(zhàn)的號角。全文摘編如下：

很多人喜歡能夠儲存大量電能的鋰離子電池，但這種迷戀可能就要在今天畫上句號了。因?yàn)闅W洲的一些研究機(jī)構(gòu)正在以2030年為目標(biāo)加快研發(fā)鎂離子電池和鋅離子電池。上世紀(jì)90年代問世的鋰離子電池會就此失去C位嗎？

“我們正在研究突破性的技術(shù)，用來制造大容量且對環(huán)境友好的鎂電池?！庇鴦虼髮W(xué)、丹麥和以色列的知名理工科院校、德國和西班牙的研究機(jī)構(gòu)共同發(fā)起了一個名為“E-Magic”的鎂電池研究項(xiàng)目。他們得到了歐盟的資金支持，目標(biāo)是研發(fā)能量密度超過每升1000瓦時、相當(dāng)于鋰離子電池2倍的鎂電池。

1991年索尼投入商用的鋰離子電池儲存了比傳統(tǒng)的鎳氫電池和鉛酸電池更多的電能。隨著在電動汽車、電腦和智能手機(jī)上的普及，鋰離子電池技術(shù)也在2019年獲得諾貝爾獎，成為今天蓄電池行業(yè)的當(dāng)家產(chǎn)品。

但是鋰離子電池也有一個巨大的弱點(diǎn)，就是成本高。假如只是用在智能手機(jī)上還好，但是要大規(guī)模儲存電能的話，就要相應(yīng)的大型電池。

經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的資料顯示，假如想讓鋰離子電池蓄電系統(tǒng)的蓄電成本達(dá)到與抽水蓄能電站持平的1千瓦時2.3萬日元（約合1280元人民幣），簡直就是癡人說夢。

要實(shí)現(xiàn)可再生能源蓄電系統(tǒng)的普及，占到系統(tǒng)造價一半的電池就必須大幅降價。目前生產(chǎn)的鋰離子電池電能儲量已經(jīng)接近極限，而且原材料鋰和鈷的產(chǎn)地分布不均。全球的鋰和鈷礦藏并不能完全投入生產(chǎn)。

令人聯(lián)想到魔法的E-Magic項(xiàng)目之所以吸引眼球，就是因?yàn)樗麄冄邪l(fā)的鎂電池更易于控制成本。這種電池以金屬鎂作為負(fù)極，由于一個鎂離子攜帶兩個電子，被稱為多價離子電池的這種特點(diǎn)就是指負(fù)責(zé)充電或放電的電子數(shù)量更多，與只能攜帶一個電子的鋰離子相比，電池的容量翻了一番。據(jù)研究人員介紹，目前研制成功的鎂電池已經(jīng)可以反復(fù)充放電500次以上。

未來，研究人員將著重解決電解液的改性和加強(qiáng)電極材料的研究。雖然目前鎂電池的性能與鋰離子電池相比還處在望塵莫及的水平，但其潛力值得一搏。

在美國，休斯敦大學(xué)和北美豐田研究院成功研發(fā)出一種新型鎂電池。雖然眼下持續(xù)充放電只有200余次，但研究團(tuán)隊(duì)對此抱有很高期待，認(rèn)為他們已經(jīng)為更安全、性能更高的鎂電池找到了研究方向：電池的正極使用有機(jī)化合物，離子運(yùn)動的電解質(zhì)中加入弱配位的硼團(tuán)簇基。

在日本，東京都立大學(xué)教授金村圣志野研發(fā)出正極使用氧化錳、負(fù)極使用金屬鎂的電池。

和鎂同樣引人注目的還有鋅。日本東北大學(xué)副教授小林弘明和教授本間格研發(fā)的新型鋅離子電池使用了水溶液作為電解液，取代了傳統(tǒng)的有機(jī)溶媒，降低了電池起火的風(fēng)險。

鋰離子電池的替代產(chǎn)品要解決降低成本和提高壽命等課題。不僅要在電極的外形方面下功夫，還必須找到最適合制造電極的候選元素。

假如下決心放棄使用位于元素周期表左上方的鋰的話，誰會成為接班人？會是在鋰右下方的鎂嗎？還是離得更遠(yuǎn)的鋅和鋁？也許是哪個意想不到的元素能夠制造出劃時代的電池。圍繞著元素的智慧比拼已經(jīng)開始。

多價離子電池的研究已在美國取得進(jìn)展，但首先是日本公司沖在前面。曾經(jīng)的鋰離子電池雖然是日本公司開行業(yè)之先，卻被我國和韓國公司后來居上，占據(jù)了更大的市場份額。多價離子電池的研發(fā)競爭同樣也吹響了霸權(quán)爭奪戰(zhàn)的號角。