鈉離子電池被看好的原因
出于對(duì)新型的多元儲(chǔ)能設(shè)備的迫切需求,室溫鈉離子電池逐漸成為研究熱點(diǎn),在世界范圍內(nèi)都引起了廣泛的關(guān)注。自2010年以來(lái),隨著對(duì)多種材料的深入研究,鈉離子電池的性能有了全面的提升,目前已經(jīng)看出,鈉離子電池存在多方面的優(yōu)勢(shì)。
1、技術(shù)優(yōu)勢(shì)方面。研究人員認(rèn)識(shí)到,鈉離子和鋰離子一樣都具有優(yōu)異擴(kuò)散性能,只要仔細(xì)選擇正負(fù)電極和電解液的材料,保證鈉離子的擴(kuò)散和嵌入通暢,鈉離子電池一定會(huì)具有多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
1)關(guān)于鈉離子電池的正極材料,有不少鈉鹽的能量密度可以和鋰電池的三元鋰正極材料比美,而且在價(jià)格方面更是具有很大的優(yōu)勢(shì)。
2)關(guān)于鈉離子電池的負(fù)極材料,就拿簡(jiǎn)單的活性炭來(lái)說(shuō),其儲(chǔ)存鈉離子的能力,是鋰電池負(fù)極材料無(wú)法相比的,在價(jià)格方面更是優(yōu)勢(shì)巨大。
3)關(guān)于鈉離子電池的電解液材料,允許使用低濃度電解液,對(duì)于同樣濃度電解液,鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液20%左右;降低了成本。
4)關(guān)于鈉離子電池的正負(fù)電極的集流體,都可以采用鋁箔,相比鋰電池的銅箔要降低重量30%左右,降低成本50%左右。
2、價(jià)格優(yōu)勢(shì)尤為突出。在同樣電能的條件下與鋰電池相比,現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)出來(lái)的鈉離子電池的重量降低了一半,成本也降低了一半。特別是在將來(lái),大規(guī)模生產(chǎn)還會(huì)進(jìn)一步降低成本。對(duì)于鈉離子電池的正極材料資源,我國(guó)豐富,全世界豐富,開(kāi)采容易,價(jià)格便宜。可是,我國(guó)鋰資源目前80%依賴于進(jìn)口,鋰電池要使用稀有金屬鈷和鎳,這些資源全世界都比較缺乏,價(jià)格昂貴。對(duì)于鈉離子電池的負(fù)電極材料資源,炭質(zhì)材料的儲(chǔ)量豐富,加工方便,價(jià)格便宜??墒牵囯姵氐呢?fù)電極材料,石墨,加工要困難一些,價(jià)格也高一些。對(duì)于整體的鈉離子電池的價(jià)格,也比鋰電池低一半。
3、其它諸多優(yōu)勢(shì)鈉離子電池可實(shí)現(xiàn)5-10分鐘的快速充電能力。可在-40℃到80℃寬溫區(qū)工作;壽命也比鋰電池長(zhǎng)。鈉離子電池允許放電到零伏,允許大電流工作,這就保證了電池的工作安全性,這是鋰電池?zé)o法匹敵的。
鈉離子電池的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)與鋰離子電池相比,鈉離子電池雖有很多優(yōu)點(diǎn),但也有不足之處:
第一:能量密度僅能達(dá)到鋰離子電池的80-90%;
第二:鈉離子電池比鋰離子電池稍重一些;
第三:鈉離子直徑大,充放電更容易引起電極材料剝落,影響電池的壽命。針對(duì)這種具體情況,人們不難看出,鈉離子電池和鋰離子電池在市場(chǎng)應(yīng)用方面必定有所不同。如果對(duì)電池的重量和能量密度要求較高,例如電動(dòng)汽車、無(wú)人飛機(jī)、手機(jī)的電池,鋰離子電池一定會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。但是,如果對(duì)電池重量和能量密度要求不是很高的場(chǎng)合,鈉離子電池一定會(huì)占主導(dǎo)地位。可以預(yù)計(jì),對(duì)于電動(dòng)自行車使用的電池,5G基站、數(shù)據(jù)中心、光伏、風(fēng)能等新能源接入儲(chǔ)電系統(tǒng),以前一直使用鉛酸電池,使用量巨大,這些方面的電池一定會(huì)被鈉離子電池所取代。由此可見(jiàn),鈉離子電池的市場(chǎng)前景巨大。