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鈉離子電池未來(lái)會(huì)取代鋰離子電池嗎?兩者之間有何異同

來(lái)源:存能電氣  日期:2020-04-03 10:49  瀏覽量:

鈉離子電池未來(lái)會(huì)取代鋰離子電池嗎??jī)烧咧g有何異同?隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)重,鋰離子電池和鈉離子電池等新型儲(chǔ)能電池越來(lái)越受到關(guān)注。和傳統(tǒng)鉛酸電池、鎳鎘電池相比,鋰離子電池和鈉離子電池均具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、可逆儲(chǔ)存能量高、對(duì)環(huán)境友好、無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。但是由于鋰資源是一種相對(duì)稀缺的資源,因此面對(duì)節(jié)節(jié)攀升的碳酸鋰價(jià)格,使得人們?cè)俅侮P(guān)注鈉離子電池。

鋰離子電池.jpg

鈉離子電池能否取代鋰離子電池

鈉離子電池優(yōu)勢(shì)

1.豐富的鈉資源

ESS應(yīng)用需要大規(guī)模生產(chǎn)電池。電池成本使得ESS在可再生能源和智能電網(wǎng)中的應(yīng)用至關(guān)重要,具有成本效益的電池技術(shù)是首選。電池成本主要取決于所選擇的電極材料,有機(jī)電解質(zhì)和隔膜。正極材料約占電池總成本的三分之一,其成本在整個(gè)電池成本中起關(guān)鍵作用。

2.鈉離子電池的成本

鈉離子電池的成本低于鋰離子電池,但無(wú)論是鋰離子電池還是鈉離子電池,其中正極材料的成本所占比例最高,因此,應(yīng)廣泛研究的鈉離子電池正極材料,以便于尋求更加節(jié)儉的材料。

鋰離子電池優(yōu)勢(shì)

1、鋰離子電池技術(shù)成熟

鈉離子電池與鋰離子電池具有相似的工作原理,但鋰離子電池的發(fā)展相對(duì)較為成熟。目前,借鑒鋰離子電池正極的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來(lái)制備相應(yīng)的鈉離子電池正極材料成為一種主要研究方法,并在一定程度上展現(xiàn)了較好的電池性能。

2、鋰離子電池能量密度高

近年來(lái),隨著多種新型電極材料被應(yīng)用,大大提升鋰離子電池的能量密度、循環(huán)使用壽命和穩(wěn)定性等關(guān)鍵性能。另外,鋰離子電池的制造工藝也取得多項(xiàng)技術(shù)突破。日本新型耐高溫全固態(tài)鋰離子電池,在150℃的高溫環(huán)境中仍具備良好的導(dǎo)電性能,此項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)大鋰離子電池的應(yīng)用范圍。

鈉離子電池與鋰離子電池的異同

①儲(chǔ)能機(jī)理

鈉離子電池和鋰離子電池具有相同的搖椅式的儲(chǔ)能機(jī)理,對(duì)于鈉離子電池來(lái)說(shuō),在充電時(shí)鈉離子從正極材料中脫出,通過(guò)電解液穿過(guò)表面鈍化膜嵌入到負(fù)極材料中;而在放電時(shí),鈉離子從負(fù)極材料經(jīng)過(guò)電解液穿過(guò)表面鈍化膜,進(jìn)入正極材料。

②負(fù)極材料

目前鈉離子和鋰離子電池的負(fù)極材料主要有硬碳、合金、鈦化合物等第五族元素等,這些材料能對(duì)鈉離子/鋰離子的脫嵌起支撐結(jié)構(gòu),但同時(shí)又不可避免的給材料帶來(lái)了體積變化,這就需要進(jìn)一步優(yōu)化其負(fù)極材料。

據(jù)悉,從資源和成本的角度出發(fā),鈉離子電池被認(rèn)為是人類目前最有可能用作大規(guī)模儲(chǔ)能的電池體系。對(duì)于鈉離子電池的開發(fā),現(xiàn)在美國(guó),英國(guó),日本等各國(guó)都處于小試階段,真正意義上的鈉離子電池大規(guī)模生產(chǎn)尚無(wú)報(bào)道。

隨著鈉離子電池研究的深入,將會(huì)開發(fā)出新的材料,電池的容量和電壓將會(huì)進(jìn)一步得到提升。鈉離子較低的成本,使得鈉離子電池有望應(yīng)用在智能電網(wǎng)或可再生能源的大規(guī)模儲(chǔ)能中。因此在未來(lái),鈉離子電池可與鋰離子電池形成高低搭配的組合,高端用鋰離子電池,普通用鈉離子電池。

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