锂电池又有了新的突破。根据《自然》杂志的报道，近期美国哈佛大学科学家为电动汽车开发了一种新型固态锂金属电池，该电池有望实现3分钟内完全充电，并且可持续使用20年。据悉，目前一家名为Adden Energy的初创公司已获得哈佛大学技术发展办公室授予的独家技术许可，其最终目的是将电池缩小为手掌大小的“软包电池”，其组件封装在铝涂层薄膜中。

在之前写的《期待已久的新电池技术将如何改变世界》与《四十年都未大规模商用的钠离子电池再次改变认知》文章中就已经提到过，当前应用广泛的锂（离子）电池已经显然发展瓶颈，在蓄能与寿命方面均难以满足各行业发展之需要，在此背景下两类新形态的电池被寄予厚望，其一是本次取得突破的固态锂金属电池，其二则是钠离子电池，那么这两种电池谁才是未来电池的真命天子呢？

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有机构分析指出，固态电池若能发挥并强化安全性的部分优势，力争占据能量密度优势，将倍率、循环寿命和工艺性进一步优化，则可巩固其优势场景下的核心潜在客户。如果性能和成本进展显著，那么其市场空间会扩大，并成为锂电池的关键技术路线。至2025年，全球各类固态电池市场空间或达几十到上百GWh、千亿元规模，那么固态锂金属电池现在能够解决这些问题吗？

首先在安全问题上，固态锂金属电池相对传统锂电池在安全问题上是有很大提升的。据了解，锂离子电池在使用过程中产生的树突或枝晶是电池着火的根本原因。树突或枝晶像根一样长入电解质并刺穿分隔阳极和阴极的屏障，进而导致锂离子电池短路，而固态锂电池采用类似三明治的多层结构可防止枝晶结构生成。

具体来讲，这个“三明治多层结构”首先一层是锂金属阳极，然后是石墨涂层，接下来是一层第一种电解质和一层第二种电解质，最后是另一层第一种电解质和锂金属阴极。在这种设计中，树突在石墨涂层 和第一种电解质中生长，在第二种电解质处停止，第二种电解质屏障阻止枝晶穿过使电池短路，从而防止了故障产生，也为“快充”倍率的提升奠定了基础。

再者就是在电池能量密度，不过固态锂金属电池在这方面上并未取得大突破。虽然在我国，中国科学院物理研究所曾通过采用电子-离子混合导电活性物质作为正极实现100%全活性物质全固态电极，与金属锂负极搭配，构建出高能量密度全活性物质全固态电池，在电极层面上实现了770Wh/kg和1900Wh/L的能量密度，但是也仅限于实验室中。而本次美国哈佛大学研发的新型固态锂金属电池仍保留了部分的电解液，并不是理想上的全固态，所以其并未在宣传中提到能量密度的提升。

钠离子电池与锂离子电池原理类似，是一种二次电池，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作。虽然钠和锂处于同一主族，具有很多相似的物理化学性质，但是钠离子相对锂离子在电池应用中存在着一些不同：其一，钠的标准电极电势(-2.71 V)低于锂(-3.02V)，使得钠电池的输出功率不高；其二，Na+ (23 g/mol)的比重比Li+(6.9 g/mol))大，导致钠离子电池的比能量密度相对较低；其三，Na+半径(1.02 Å)比 Li+半径(0.76 Å)大，导致其在正负极中脱嵌相对困难。

虽说在化学性质层面上钠离子电池是无法与锂离子电池正面对抗的，但随着研究的不断深入，人们发现钠离子电池倍率（钠离子的溶剂化能比锂离子更低，即具有更好的界面离子扩散能力，更高的离子扩散能力和更高的离子电导率意味着钠离子电池的倍率性能好，充电速度快，常温下充电到 80%仅需15min）、高低温性能相较更好（钠离子电池的工作温度更宽，在-40℃到 80℃的温度区间内皆可正常工作，-40℃低温下容量保持率超过70%），还具备更强的安全优势（在一定条件下钠枝晶比锂枝晶更易发生自消融，进而避免了电池短路自燃），并且还具备极大的成本优势（钠资源储量丰富，地壳丰度是锂资源的400多倍）。

目前钠离子电池技术路线有主要三种（主要从正极材料来看），分别是有层状金属氧化物、聚阴离子化合物及普鲁士蓝类化合物，三种材料各有优劣。层状氧化物类似目前的锂电三元正极的结构，能量密度高，但循环性差；聚阴离子化合物类似磷酸铁锂的结构，安全性和稳定性好，但能量密度低；普鲁士蓝类化合物成本低，但是导电性差。

总结下来，钠离子电池智能能量密度上相较于传统的锂电池是处于劣势的，并没有实质性的提升；而在电池倍率与安全性上，相对于传统的磷酸铁锂与锂电池是有明显优势的，但与新型固态锂金属电池相比并无多大优势；而在高低温性能与成本上，钠离子电池相较于目前所有已知电池都是具有优势的，特别是在高低温性能方面，钠离子电池优势更是明显，也正因如此，当下宁德时代开发了AB电池系统解决方案，将钠电池和锂电池进行混搭使用，既弥补了钠电池在现阶段的能量密度短板，也发挥出了它高功率、低温性能好的优势。

最后，综合固态锂电池与钠离子电池各种的优缺点来看，未来将是钠离子电池与固态锂电池共存的局面，在如两轮车领域，由于价格限制可能会更多是钠离子电池的主战场，而是四轮车领域则是以固态锂电池为主、钠离子电池为辅。