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聊一聊被忽略的钠离子电池

作者:时间:2017-01-26来源:电池中国网收藏
编者按:与锂相比,钠储量丰富、分布广泛、成本低廉,并且与锂具有相似的理化性质,因而钠离子电池的研究再一次受到科研界和工业界的广泛关注。

  早在20世纪80年代,和锂离子电池就已经被研究,随着锂离子电池的成功商业化,的研究逐渐放缓。目前,锂离子电池可谓“风头正劲”,但随着电动汽车、智能电网时代的到来,锂离子电池的大规模发展会受到锂资源短缺的瓶颈制约。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201701/343386.htm
聊一聊被忽略的钠离子电池

  的工作原理与锂离子相似,充电时,Na+从正极材料中脱出,经过电解液嵌入负极材料,同时电子通过外电路转移到负极,保持电荷平衡;放电时则相反。与锂离子电池相比,钠离子电池的优势就是资源丰富——钠资源约占地壳元素储量的2.64%,而且价格低廉,分布广泛。然而,钠离子电池技术门槛比锂电等技术要高,其核心材料、组装工艺等,并非技术的简单移植就能实现,因此,进行深入研究的企业和机构比较少,钠离子电池也没有大规模推广开来。此外,钠离子电池在性能方面还有一些不足,比如在体积比能量、比功率方面,未来还有继续提升的空间。

  钠离子电池的研发,近几年也陆续取得不错的成绩。2015年底,法国一支研究团队在可充电电池材料上取得了一项重大进步,首次开发出了业界标准的18650规格的钠离子电池。2015年,中国科学院物理研究所博士生李云明、研究员胡勇胜等在钠离子电池碳基负极材料上取得了突破,采用成本更加低廉的无烟煤作为前驱体,通过简单的粉碎和一步碳化得到了一种具有优异储钠性能的碳负极材料。

  据了解,钠离子电池稳定性强,安全性高,使用寿命长,应用范围广泛,原材料易获得,废品回收工艺简单且无污染。低成本钠离子电池的开发成功有望应用于低速电动车,实现低速电动车的无铅化。在国外,钠离子电池主要应用于对安全性要求较高的领域,比如公交系统、通讯基站、家庭储能和电网储能等。

  随着电池产业的蓬勃发展,国内外相关机构、企业不断研发新技术,欲在产业爆发前占领制高点。

  据海外媒体报道,丰田新开发的钠离子技术可有效提升电动车的续航里程——最大可达到惊人的1000公里(620英里),而且价位更低。丰田新电池是使用了钠基化合物作为正极的钠离子电池,电池产生的电压高出锂离子电池30%。丰田为在2020年前后投入实际应用,正加快推进研究。据相关报告称,该电池一旦商业化,价格会比传统锂电池更低。

  比克电池也曾透露,其对钠离子电池的研发已经进入中试阶段,针对钠离子电池能量密度偏低的问题不断进行技术改进,以降低人们的用车成本。

  2017年1月18日,超威集团与美国通用电气公司(General Electric Company,简称“GE”)在浙江长兴举行Durathon钠盐电池合资合作项目签约仪式。双方结合各自的产业、技术优势,共同创建合资公司,拓展钠盐电池的应用领域,迈出抢滩国内储能市场的关键性一步。经过多年研发,Durathon钠盐电池技术实现了商业化,它具有产品性质稳定、安全性高(不会燃烧或爆炸)、能量密度大、使用寿命长的特性。目前,GE已经在全球25个国家,建成了太阳能、风电组合、峰值管理、通讯基站等储能项目。

  在动力电池市场,不同的技术路线在同时发展,不同技术路线的电池都有属于自己特定的细分市场,钠离子电池未来在公交系统和低速电动车领域或会得到一定的应用。当前,能源领域正处于一场巨大的变革中,尤其随着我国电力体制改革不断深化,能源互联网兴起以及电力供需矛盾增加、弃风弃光问题凸显等,储能在未来电力系统中将扮演不可或缺的角色。钠离子电池在储能领域的可再生能源消纳、分布式储能电站、削峰填谷等领域的应用价值受到越来越多的重视,随着钠离子电池研发技术的进步以及工序成本的降低,其未来市场值得期待。



关键词: 钠离子电池

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