钾离子电池问世，是平替锂电池的存在？

自20世纪90年代锂离子电池商业化应用以来，因其高能量密度、长循环寿命和较好的充放电性能，已广泛应用于便携式电子产品、电动汽车以及大规模储能系统。然而，随着全球对可持续能源需求的不断增长，锂资源的有限性和成本问题逐渐凸显，这促使科研人员和企业探索替代技术。

钠离子电池便是其中之一，由于钠元素在地壳中储量丰富，成本低廉，且与锂离子电池具有相似的工作原理，使其成为锂离子电池的潜在替代品。当然，具备替代离子电池潜能的也不仅仅是钠离子电池。

据外媒报道，一家名为Group1的公司宣布推出全球首款采用18650圆柱形外壳的钾离子电池，有望成为传统锂离子电池的平替产品。

据了解，这款钾离子电池与18650锂离子电池采用了相同的尺寸规格，直径18毫米，高65毫米，在3.7V的标压下运行，能量密度为160-180Wh/kg，与磷酸铁锂电池相当，对于现有设备可以实现无缝替换衔接。

材料方面，钾离子电池与锂离子电池高度相似，采用了锂离子电池一样的石墨负极、电解质配方等，对于供应商而言不需要单独研发生产材料，非常友好。

相同的尺寸规格，近乎相同的内部材料，也就意味着钾离子电池的工作原理与锂离子电池高度相似（同样相似的还有钠离子电池）。

钾离子电池和锂离子电池核心组成部分一样，有正极、电解质、隔膜、SEI膜、负极等部分，隔膜将正极与负极分隔开，然后电解质充当正极与负极之间离子运动的载体。

充电时，钾离子从正极脱出并穿过隔膜在电解质中向负极移动并最终嵌入到负极中。此时，负极材料嵌入了钾离子而存储了能量。放电时，钾离子从负极脱出穿过隔膜又回到正极之中，此时电池就释放出所存储的能量。

很明显，钾离子电池的工作原理与锂离子电池相似，都是“摇椅式”工作原理，即在充/放电过程中钾离子在电极之间进行可逆迁移。

在当前锂离子电池商业化规模应用已经非常成熟的情况，基于钠、钾元素在地球中储量相对丰富远超锂元素，因此研究钠离子电池、钾离子电池有望实现降低电池成本是电池企业的共识。

除了国外Group1公司，国内也有企业和机构在钾离子电池的研究中取得进展。今年7月8日，安徽国芯新材料股份有限公司成功研发出全球首款可商用的钾离子电池产品 —— 两轮电瓶车用钾离子电池组和钾离子储能系统“钾能壹号”。

该电池由安徽国芯与武汉理工大学共同研发，经湖北省蓄电池产品质量监督检验中心认证，这款钾离子电池电芯能量密度为151Wh/kg，在充满电的情况下可续航130公里到150公里，并且其生产成本与铅酸电池差不多，有望很快在两轮电瓶车领域实现广泛应用。

随着钠离子电池、钾离子电池等新技术的突破和商业化进程的加速，预示着未来能源存储的广阔前景，为全球能源转型提供了新的动力，更将推动整个能源行业的可持续发展。