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锂离子电池与钠离子电池的优劣势对比发布日期:2021-05-24 浏览次数:433

锂离子电池与钠离子电池的优劣势对比。我国的电池主要应用在三大产业,即电动汽车、储能和消费电子。围绕这三个方向,尤其近几年电动汽车和储能领域发展迅速,主打是锂离子电池。相较于锂元素,钠元素在自然界广泛存在,获取也相对简单,但早期的钠离子电池原型却存在性能低下、寿命短暂的特点。现在,钠离子电池成为了一个新的有前景落地的方向。本篇文章就分析锂离子电池与钠离子电池的优劣势对比。


钠离子电池工作原理及优势


原理:在充放电过程中,Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出:充电时,Na+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。


优势:


(1)钠盐原材料储量丰富,价格低廉,采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料,原料成本降低一半;


(2)由于钠盐特性,允许使用低浓度电解液(同样浓度电解液,钠盐电导率高于锂电解液20%左右)降低成本;


(3)钠离子不与铝形成合金,负极可采用铝箔作为集流体,可以进一步降低成本8%左右,降低重量10%左右;


(4)由于钠离子电池无过放电特性,允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg,可与磷酸铁锂电池相媲美,但是其成本优势明显,有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。


锂离子电池与钠离子电池的优劣势对比


1、电池内部电荷载体的不同,锂电池是通过锂离子在正负极之间移动、转换实现充放电的,而钠离子电池则是由钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移的,其实二者的工作原理是相同的。


2、两者离子半径不同,这半径差别导致钠离子电池的性能远远不及锂离子电池;锂离子的负极可以使石墨,但是钠离子几乎不能再石墨中脱嵌/嵌入,容量很小;其他碳材料经过处理最多可以达到差不多300多毫安时;离子在正极中的容量很小,只有一百多毫安时;钠离子在正负极中嵌入/脱嵌阻力很大,源于半径大;可逆性差,不可逆容量损失大。


中国钠离子电池产业现状


钠离子电池是一个新兴的产业,它可能还需要更多的研发才能绽放出时间的玫瑰。在目前的中国,钠电池的产业化的步伐正在加速。2019年1月,位于鞍山的辽宁星空钠电电池有限公司自主研发的钠离子电池近日进入量产阶段,世界上首条钠离子电池生产线投入运行,预计规模化生产后年产值超过100亿元。


从产业情况来看,目前钠电池的产业化还停留在初级阶段,很多研究成果只是在高校与研究所流传,离真正落地还需要一定的时间——甚至有研究人员表示,在地球上的锂储量用完之前,钠离子电池根本没有机会。钠电池也可能像人工智能技术一样,一开始可能并不被人看好,只能在学院派里流传,但也许有一天会发生突变,迅速落地在产业界。这是很有可能的,所以钠电池实际上值得有前瞻思维的企业家与投资者高度关注。


钠离子电池是未来储能电池的重要发展方向之一。随着钠离子研发技术的不断进步,钠离子电池的商业化进程会不断加快,也许提前布局这一领域有望在新能源电池领域抢得先机。当然现在说钠离子电池取代锂电池似乎为时尚早。


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