突破性高容量电极材料：探索钠离子和钾离子电池的新前景

锂离子电池（LIBs）是目前最常用的可充电电池类型，在多种应用领域得到广泛使用，包括消费电子产品、电动汽车、可再生能源系统和航天器。尽管与其他可充电电池相比，锂离子电池在许多方面提供了最佳性能，但它们也存在缺点。锂资源相对稀缺，其价格预计会随着未来供应的减少而迅速上涨。此外，锂提取和不当处理对环境构成巨大挑战。

锂离子电池的缺点促使世界各地的研究人员寻找替代储能技术。钠 (Na) 离子电池 (NIB) 和钾离子电池 (KIB) 是两种快速新兴的选择，既经济高效又可持续。预计到本世纪末，NIB 和 KIB 都将成为价值数十亿美元的产业。世界各国政府，包括美国、奥地利、中国、德国和澳大利亚，都在推动这一领域的研究和创新。此外，诸如Faradion Limited、TIAMAT SAS和HiNa Battery Technology Co. Ltd.等公司也在大举投资这项技术。预计宁德时代和Build Your Dreams不久将推出搭载NIBs的电动汽车电池组。

然而不幸的是，NIB和KIB中使用的电极材料容量仍然落后于LIB。在此背景下，科学家一直致力于开发用于NIB和KIB的突破性高容量电极材料。