钠离子电池被看好的原因
出于对新型的多元储能设备的迫切需求,室温钠离子电池逐渐成为研究热点,在世界范围内都引起了广泛的关注。自2010年以来,随着对多种材料的深入研究,钠离子电池的性能有了全面的提升,目前已经看出,钠离子电池存在多方面的优势。
1、技术优势方面。研究人员认识到,钠离子和锂离子一样都具有优异扩散性能,只要仔细选择正负电极和电解液的材料,保证钠离子的扩散和嵌入通畅,钠离子电池一定会具有多方面的技术优势。
1)关于钠离子电池的正极材料,有不少钠盐的能量密度可以和锂电池的三元锂正极材料比美,而且在价格方面更是具有很大的优势。
2)关于钠离子电池的负极材料,就拿简单的活性炭来说,其储存钠离子的能力,是锂电池负极材料无法相比的,在价格方面更是优势巨大。
3)关于钠离子电池的电解液材料,允许使用低浓度电解液,对于同样浓度电解液,钠盐电导率高于锂电解液20%左右;降低了成本。
4)关于钠离子电池的正负电极的集流体,都可以采用铝箔,相比锂电池的铜箔要降低重量30%左右,降低成本50%左右。
2、价格优势尤为突出。在同样电能的条件下与锂电池相比,现在已经研发出来的钠离子电池的重量降低了一半,成本也降低了一半。特别是在将来,大规模生产还会进一步降低成本。对于钠离子电池的正极材料资源,我国丰富,全世界丰富,开采容易,价格便宜。可是,我国锂资源目前80%依赖于进口,锂电池要使用稀有金属钴和镍,这些资源全世界都比较缺乏,价格昂贵。对于钠离子电池的负电极材料资源,炭质材料的储量丰富,加工方便,价格便宜。可是,锂电池的负电极材料,石墨,加工要困难一些,价格也高一些。对于整体的钠离子电池的价格,也比锂电池低一半。
3、其它诸多优势钠离子电池可实现5-10分钟的快速充电能力。可在-40℃到80℃宽温区工作;寿命也比锂电池长。钠离子电池允许放电到零伏,允许大电流工作,这就保证了电池的工作安全性,这是锂电池无法匹敌的。
钠离子电池的市场优势与锂离子电池相比,钠离子电池虽有很多优点,但也有不足之处:
第一:能量密度仅能达到锂离子电池的80-90%;
第二:钠离子电池比锂离子电池稍重一些;
第三:钠离子直径大,充放电更容易引起电极材料剥落,影响电池的寿命。针对这种具体情况,人们不难看出,钠离子电池和锂离子电池在市场应用方面必定有所不同。如果对电池的重量和能量密度要求较高,例如电动汽车、无人飞机、手机的电池,锂离子电池一定会占据主导地位。但是,如果对电池重量和能量密度要求不是很高的场合,钠离子电池一定会占主导地位。可以预计,对于电动自行车使用的电池,5G基站、数据中心、光伏、风能等新能源接入储电系统,以前一直使用铅酸电池,使用量巨大,这些方面的电池一定会被钠离子电池所取代。由此可见,钠离子电池的市场前景巨大。
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