鈉離子電池優(yōu)點(diǎn)
研究人員將這種特定的材料定位商業(yè)機(jī)密，LITEN合作研究員Lo?c Simonin指出：“其能量密度可與磷酸鐵鋰等鋰離子電池相匹敵”。
鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言儲(chǔ)量更豐富，價(jià)格更低廉。由于鈉離子比鋰離子更大，所以當(dāng)對(duì)重量和能量密度要求不高時(shí)，鈉離子電池是一種劃算的替代品。
與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有的優(yōu)勢(shì)有：
（1）鈉鹽原材料儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料，原料成本降低一半；
（2）由于鈉鹽特性，允許使用低濃度電解液（同樣濃度電解液，鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液20%左右）降低成本；
（3）鈉離子不與鋁形成合金，負(fù)極可采用鋁箔作為集流體，可以進(jìn)一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；
?。?）由于鈉離子電池?zé)o過(guò)放電特性，允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg，可與磷酸鐵鋰電池相媲美，但是其成本優(yōu)勢(shì)明顯，有望在大規(guī)模儲(chǔ)能中取代傳統(tǒng)鉛酸電池。
鈉離子電池工作原理
在充放電過(guò)程中，Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫出：充電時(shí)，Na+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極；放電時(shí)則相反。
新款18650鈉離子電池，借助了鈉離子轉(zhuǎn)移（而不是鋰離子）來(lái)存儲(chǔ)和釋放電能。
中國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
中國(guó)科學(xué)院物理所參與的鈉離子電動(dòng)車只是一個(gè)演示性的項(xiàng)目。
但鈉電池是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，它可能還需要更多的研發(fā)才能綻放出時(shí)間的玫瑰。在目前的中國(guó)，鈉電池的產(chǎn)業(yè)化的步伐正在加速。2019年1月，位于鞍山的遼寧星空鈉電電池有限公司自主研發(fā)的鈉離子電池近日進(jìn)入量產(chǎn)階段，世界上首條鈉離子電池生產(chǎn)線投入運(yùn)行，預(yù)計(jì)規(guī)模化生產(chǎn)后年產(chǎn)值超過(guò)100億元。
除了企業(yè)界的努力，在學(xué)術(shù)界也還有很多研究團(tuán)隊(duì)在致力于鈉電池的研發(fā)。比如南京理工大學(xué)夏暉教授在鈉電池的錳基正極材料研究方面上取得了進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在《自然·通訊》上。夏暉教授的研究團(tuán)隊(duì)找到的這種正極材料制成的鈉電池電極比容量達(dá)到211.9毫安時(shí)每克，而目前市面上的鋰電池正極材料比容量大約為140毫安時(shí)每克。不過(guò)，學(xué)院派對(duì)鈉離子電池的研究主要是對(duì)各種水系電解質(zhì)、有機(jī)系電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)以及相應(yīng)的不同的正負(fù)極材料做排列組合，這些排列組合總可以做出比較高的比容量，但對(duì)產(chǎn)業(yè)界來(lái)說(shuō)，核心問(wèn)題還不是比容量的問(wèn)題，核心問(wèn)題是電池的循環(huán)壽命——也就是說(shuō)這個(gè)電池能用多長(zhǎng)的時(shí)間，能充電放電多少次，這個(gè)才是產(chǎn)業(yè)界最關(guān)心的。
所以，從產(chǎn)業(yè)情況來(lái)看，目前鈉電池的產(chǎn)業(yè)化還停留在初級(jí)階段，很多研究成果只是在高校與研究所流傳，離真正落地還需要一定的時(shí)間——甚至有研究人員表示，在地球上的鋰儲(chǔ)量用完之前，鈉離子電池根本沒(méi)有機(jī)會(huì)。鈉電池也可能像人工智能技術(shù)一樣，一開(kāi)始可能并不被人看好，只能在學(xué)院派里流傳，但也許有一天會(huì)發(fā)生突變，迅速落地在產(chǎn)業(yè)界。這是很有可能的，所以鈉電池實(shí)際上值得有前瞻思維的企業(yè)家與投資者高度關(guān)注。
鈉離子電池是未來(lái)儲(chǔ)能電池的重要發(fā)展方向之一。隨著鈉離子研發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鈉離子電池的商業(yè)化進(jìn)程會(huì)不斷加快，也許提前布局這一領(lǐng)域有望在新能源電池領(lǐng)域搶得先機(jī)。當(dāng)然現(xiàn)在說(shuō)鈉離子電池取代鋰電池似乎為時(shí)尚早。