鈉離子電池被看好的原因
出于對新型的多元儲能設備的迫切需求,室溫鈉離子電池逐漸成為研究熱點,在世界范圍內都引起了廣泛的關注。自2010年以來,隨著對多種材料的深入研究,鈉離子電池的性能有了全面的提升,目前已經看出,鈉離子電池存在多方面的優勢。
1、技術優勢方面。研究人員認識到,鈉離子和鋰離子一樣都具有優異擴散性能,只要仔細選擇正負電極和電解液的材料,保證鈉離子的擴散和嵌入通暢,鈉離子電池一定會具有多方面的技術優勢。
1)關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,而且在價格方面更是具有很大的優勢。
2)關于鈉離子電池的負極材料,就拿簡單的活性炭來說,其儲存鈉離子的能力,是鋰電池負極材料無法相比的,在價格方面更是優勢巨大。
3)關于鈉離子電池的電解液材料,允許使用低濃度電解液,對于同樣濃度電解液,鈉鹽電導率高于鋰電解液20%左右;降低了成本。
4)關于鈉離子電池的正負電極的集流體,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、價格優勢尤為突出。在同樣電能的條件下與鋰電池相比,現在已經研發出來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,大規模生產還會進一步降低成本。對于鈉離子電池的正極材料資源,我國豐富,全世界豐富,開采容易,價格便宜。可是,我國鋰資源目前80%依賴于進口,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,價格昂貴。對于鈉離子電池的負電極材料資源,炭質材料的儲量豐富,加工方便,價格便宜。可是,鋰電池的負電極材料,石墨,加工要困難一些,價格也高一些。對于整體的鈉離子電池的價格,也比鋰電池低一半。
3、其它諸多優勢鈉離子電池可實現5-10分鐘的快速充電能力。可在-40℃到80℃寬溫區工作;壽命也比鋰電池長。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,這是鋰電池無法匹敵的。
鈉離子電池的市場優勢與鋰離子電池相比,鈉離子電池雖有很多優點,但也有不足之處:
第一:能量密度僅能達到鋰離子電池的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應用方面必定有所不同。如果對電池的重量和能量密度要求較高,例如電動汽車、無人飛機、手機的電池,鋰離子電池一定會占據主導地位。但是,如果對電池重量和能量密度要求不是很高的場合,鈉離子電池一定會占主導地位。可以預計,對于電動自行車使用的電池,5G基站、數據中心、光伏、風能等新能源接入儲電系統,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被鈉離子電池所取代。由此可見,鈉離子電池的市場前景巨大。