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钠离子电池优点及发展现状



  研究人员将这种特定的材料定位商业机密,LITEN合作研究员Loc Simonin指出:“其能量密度可与磷酸铁锂等锂离子电池相匹敌”。

  钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐,相较于锂盐而言储量更丰富,价格更低廉。由于钠离子比锂离子更大,所以当对重量和能量密度要求不高时,钠离子电池是一种划算的替代品。

  (1)钠盐原材料储量丰富,价格低廉,采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料,原料成本降低一半;

  (2)由于钠盐特性,允许使用低浓度电解液(同样浓度电解液,钠盐电导率高于锂电解液20%左右)降低成本;

  (3)钠离子不与铝形成合金,负极可采用铝箔作为集流体,可以进一步降低成本8%左右,降低重量10%左右;

  (4)由于钠离子电池无过放电特性,允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg,可与磷酸铁锂电池相媲美,但是其成本优势明显,有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。

  在充放电过程中,Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出:充电时,Na+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。

  新款18650钠离子电池,借助了钠离子转移(而不是锂离子)来存储和释放电能。

  但钠电池是一个新兴的产业,它可能还需要更多的研发才能绽放出时间的玫瑰。在目前的中国,钠电池的产业化的步伐正在加速。2019年1月,位于鞍山的辽宁星空钠电电池有限公司自主研发的钠离子电池近日进入量产阶段,世界上首条钠离子电池生产线投入运行,预计规模化生产后年产值超过100亿元。

  除了企业界的努力,在学术界也还有很多研究团队在致力于钠电池的研发。比如南京理工大学夏晖教授在钠电池的锰基正极材料研究方面上取得了进展,相关成果发表在《自然通讯》上。夏晖教授的研究团队找到的这种正极材料制成的钠电池电极比容量达到211.9毫安时每克,而目前市面上的锂电池正极材料比容量大约为140毫安时每克。不过,学院派对钠离子电池的研究主要是对各种水系电解质、有机系电解质和固态电解质以及相应的不同的正负极材料做排列组合,这些排列组合总可以做出比较高的比容量,但对产业界来说,核心问题还不是比容量的问题,核心问题是电池的循环寿命也就是说这个电池能用多长的时间,能充电放电多少次,这个才是产业界最关心的。

  所以,从产业情况来看,目前钠电池的产业化还停留在初级阶段,很多研究成果只是在高校与研究所流传,h88离真正落地还需要一定的时间甚至有研究人员表示,在地球上的锂储量用完之前,钠离子电池根本没有机会。钠电池也可能像人工智能技术一样,一开始可能并不被人看好,只能在学院派里流传,但也许有一天会发生突变,迅速落地在产业界。这是很有可能的,所以钠电池实际上值得有前瞻思维的企业家与投资者高度关注。

  钠离子电池是未来储能电池的重要发展方向之一。随着钠离子研发技术的不断进步,钠离子电池的商业化进程会不断加快,也许提前布局这一领域有望在新能源电池领域抢得先机。当然现在说钠离子电池取代锂电池似乎为时尚早。