双离子电池有望解决电动汽车的续航问题

虽然目前学界针对双离子电池的报道很多，但是目前我们对阴离子嵌入到石墨中的结构还了解较少，Kolja Beltrop的研究显示阴离子的直径对其嵌入行为有着显著的影响，阴离子直径越大嵌入到石墨中就越困难(还要考虑到阴离子与电解液溶剂的共同作用)「2」。

日本科学家Tatsumi Ishihara针对PF6嵌入到石墨中的行为研究发现，随着PF6的嵌入，石墨片层之间的距离逐渐扩大，最大可达到0.4nm(石墨片之间的层间距初始为0.336nm)，同时还在较高的电势下发现石墨结构中出现了纳米气泡的结构，这些纳米气泡结构也使得石墨负极的容量大幅提高，达到147mAh/g，这已经与LiCoO2的比容量相近了「3」。

来自中国科学院深圳先进技术研究院和中国科技大学的Panpan Qin等人共同开发了一款Al基负极的双离子电池，Panpan Qin在Al箔上制备了一层碳包覆中空Al纳米球，不仅很好的抑制了嵌锂过程中产生的应力，还降低了电流密度，从而使得该电池具有极佳的循环性能，在2C下循环1500次，容量保持率可达99%，在1780W/kg的功率密度下，该电池的能量密度达到了142Wh/kg，这一数据要高于大多数的商业锂离子电池的数据(关于该成果的详细内容我们将在下一篇文章中详细介绍)。

上一个三十年是属于锂离子电池的时代，下一个三十年会是属于那种电池呢？Li-S电池、Li-O2电池和双离子电池，究竟谁会成为锂离子电池的掘墓人呢？我们来分析一下双离子电池的优势，首先是成本，双离子电池正负极采用的都是石墨材料，光是这一点就要比采用NCA，NCM和LCO正极材料的锂离子电池成本低很多。其次是环保属性，双离子电池几乎不含有重金属成分，正负极的石墨材料也很好处理，不会对环境产生严重的重金属污染。最重要的是工艺优势，目前的锂离子电池生产设备和工艺完全可以用于双离子电池的生产，可以说双离子电池的技术一旦成熟，并开始推广，现有的锂离子电池生产厂家可以在不更换设备的前提下，段时间内实现快速转型。

Li-S电池、Li-O2电池和双离子电池究竟谁能够取代锂离子电池，赢得下一个三十年，您怎么看呢？