鉅大LARGE | 點擊量:5480次 | 2020年07月27日
鈉電池盡占低成本、長壽命優(yōu)勢,何時有量產(chǎn)的一天?
美國能源部委外經(jīng)營的布魯克黑文國家實驗室(BrookhavenNationalLaboratory)今年七月帶來鈉電池儲能技術的突破,列入美國制造周的歡慶名單,該突破對美國的風能和太陽能行業(yè)來說是個好消息,也可能讓鋰離子電池的粉絲感到一陣寒意。
鈉鹽是普通食鹽中兩種重要成分之一,科學家喜歡鈉便宜、豐富、無毒等優(yōu)點,但鈉離子電池為何無法商業(yè)化量產(chǎn)?其中一個致命傷即鈉電池陰極由分層排列的金屬和氧離子組成,當暴露于空氣時,金屬會被氧化進而降低電池性能,甚至完全失效,如能克服這個重大缺陷,鈉電池將有機會大放異彩。
布魯克黑文國家實驗室與我國科學院合作的突破性技術在于調(diào)整陰極結(jié)構,透過引入不同材料讓電池性能趨于穩(wěn)定,據(jù)實驗結(jié)果顯示,電池可穩(wěn)定暴露在空氣的時間延長了20倍,500次充放電循環(huán)后容量保持率(capacityretention)新增了9倍,浸泡在水中也不會受到損害。
不過這個實驗室樣品并未到可量產(chǎn)的地步,反倒是法國國家科學研究中心(CNRS)成立的新創(chuàng)公司Tiamat在上月底宣布,他們已經(jīng)預計在2020年前量產(chǎn)可充電的18650型鈉離子電池(是否會達到目標還有待觀察)。
第一款18650型鈉離子電池原型在2015年十一月由法國幾所大學的研究人員設計出來,這是最普遍使用的圓柱型鋰離子電池規(guī)格,直徑1.8公分、長6.5公分,Tiamat用僅半年時間發(fā)展這項技術并實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
Tiamat強調(diào),鈉電池的充放電速速率更好(速度提高10倍)、預期壽命更長(鈉離子電池壽命超過10年,而鋰離子電池使用壽命只有3~4年),假如有鈉離子電池技術,一輛200公里里程數(shù)的電動汽車可以在幾分鐘內(nèi)就充飽電。
更重要的是,鈉在蘊藏量與價格方面狠狠鄙視了鋰一番。鈉本地殼中的含量為2.6%,而鋰含量僅0.06%;鈉可從海水提取,但鋰資源被全球少數(shù)幾個地區(qū)掌握(阿根廷、智利和玻利維亞占全球三分之二的鋰);價格方面,鈉每噸約150美元,而鋰每噸高達15,000美元。
但,由于鈉電池的能量密度低于鋰離子電池,會導致最后可行性的鈉電池成品重量變重、要更多材料制造,成本反而又拉高?!秈eeespectrum》報導,專注研發(fā)鋰離子電池的材料專DavidSnydacker說,鈉電池的性能會差一些,無法與過去幾十年來的鋰離子電池技術完美結(jié)合,并且鈉電池還有一個尚未解決的問題,是找到或創(chuàng)造高容量的陽極(即電池負極)。
所以,盡管鈉離子電池可能有一天會壯大,但那天何時會到來?我們到現(xiàn)在都還不了解。
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