储能技术的革新，液态金属电池，未来它会取代锂电池吗?

　　目前人类文明发展所遭遇的很多问题，本质上都源自于能源危机，而要解决能源危机，有很多种不同的途径，其中一条路就是革新储能技术。

　　从某种角度来说，人类所面临的能源危机并不是因为能源少，而是我们没有办法把能源有效地储存起来。我们都知道，太阳能可以发电、风能可以发电、水能也可以发电，而这些都是取之不尽用之不竭的，并且获取这些能源也不会给环境带来任何危害。既然有这许多清洁且无尽的能源，人类为什么还会陷入能源危机呢?

　　因为这些能源都是不可控的，阴天还是晴天，我们控制不了，风大还是风小，我们控制不了，同样的，我们也没有办法让丰水期一直维持下去。

　　这就导致了一个问题，能源充沛的时候，我们用不了这么多的电，而我们需要用电的时候，可能自然条件又跟不上了。而要解决这一问题，就只有一个办法，就是把多余的能量储存起来。这似乎很简单，但实际上一点也不简单。要储存多余的能量就需要电池，而现有的电池一方面储电量有限，另一方面成本较高，况且这些电池的电极还会耗损，使用一段时间就要重新更换。

　　由此可见，若是解决了储能问题，人类所面临的能源危机便会在很大程度上得到缓解。

　　现在，一种新的储能技术的出现让我们看到了曙光，那就是液态金属电池。无论是什么样的电池，它的基本原理都是相同的，在放电的时候，负极的化合物分解为阳离子和电子，电子通过外电路前往正极，同时为用电器供电，而阳离子则通过电池内部的电解质前往正极，最终电子与阳离子在正极重新汇合，并于正极的金属物质组合形成新的化合物。

　　在充电的时候，正极的金属化合物分解，电子通过外电路回到负极，阳离子通过内部电解质回到负极，最终在负极相遇重新组合。

　　对于一般的电池，比如现在广泛使用的锂电池而言，它在制造的过程中需要把电极材料一层一层组合起来，而在充电和放电的过程中，锂离子不断在其中穿梭，时间长了就会造成电极的损耗。但液态金属电池不同，它拥有一个陶瓷的外壳，而内部只需要装上锑合金、钙合金以及熔盐电解质就可以了。

　　是的，液态金属电池并不需要繁琐的组合过程，只需要把一应材料装进外壳里就行了。

　　液态金属电池在工作的时候会被加热到500℃，此时，电池内部的一应金属物质会全部熔化为液态，由于各种物质密度的差异，它们会像鸡尾酒那样自行产生分层结构，最上面和钙合金，中间是熔盐电解质，最下面则是锑合金。在放电的时候，钙合金会分解为钙离子和电子，电子通过外电路前往正极，钙离子通过中间的熔盐电解质前往下方的液态锑合金之中，在下方正极相遇之后，会形成新的锑钙合金。

　　充电时，锑钙合金分解，钙离子和电子重新回到电池上方形成钙合金。

　　液态金属电池的优势非常明显，无论是充电还是放电，它内部的电化学反应都是单纯的从合金到合金，所以不管充放电多少次，电极都不会损耗，也就是说液态金属电池是一次投入永久使用，一下就解决了储能的成本问题。但从技术层面来讲，液态金属电池似乎必将取代锂电池，但现实情况要复杂得多。因为一种产品只有形成规模化生产，它的成本才能降下来，液态金属电池作为一种新技术，在没有形成规模化生产之前，成本是很高的。在以往，有很多在科技上具有优势的产品都是因为没能完成到规模化生产的转化而最终销声匿迹的。所以一种新技术能否取代旧技术，除了本身的技术优势之外，能够被市场所接受也十分重要。

　　来源: 科学信仰