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科普 | 什么是钠离子电池?

发布日期:2022-09-11  来源:科普中国  浏览次数:5833
核心提示:新型储能技术可有效克服可再生能源发电的间歇性,有助于提高能量利用效率,有助于“双碳”目标实现。锂离子电池作为新能源汽车的关键部件,价格大幅上涨。锂电池上游原材料价格上涨,钠离子电池替代需求扩大。钠离子电池既不含锂也不含钴,也不需要铜。业内人士介绍,钠离子电池价格相对较低,且钠资源储量丰富,有望在小微型电动汽车领域部分替代磷酸铁锂电池。

新型储能技术可有效克服可再生能源发电的间歇性,有助于提高能量利用效率,有助于“双碳”目标实现。锂离子电池作为新能源汽车的关键部件,价格大幅上涨。

锂电池上游原材料价格上涨,钠离子电池替代需求扩大。钠离子电池既不含锂也不含钴,也不需要铜。业内人士介绍,钠离子电池价格相对较低,且钠资源储量丰富,有望在小微型电动汽车领域部分替代磷酸铁锂电池。

2021年,国家发改委、国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》(以下简称“意见”)指出,新型储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备。意见提出,坚持储能技术多元化,加快钠离子电池等技术开展规模化试验示范。

来源:视觉中国

何为钠离子电池?

钠离子电池,即依靠钠离子在正极和负极之间移动来进行充电和放电,主要由正负极材料、电解质、隔膜和正负极外壳构成。

钠离子电池与锂离子电池工作原理类似,充电时,钠离子从正极脱出经过电解质嵌入负极,同时电子的补偿电荷经外电路供给到负极,保证正负极电荷平衡。放电时则相反,钠离子从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极。利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。

钠离子电池的分类主要包括钠硫电池、钠盐电池、钠空气电池、有机系钠离子电池、水系钠离子电池。

钠硫电池:负极为熔融液态金属钠,正极为单质硫,钠硫电池的比能量较高。

钠盐电池:负极为液态钠,正极为金属氯化材料。

钠空气电池:正极通常采用多孔材料,由于材料中孔洞的存在不仅为气体的扩散提供通路,同时也为电极反应提供场所。

有机系钠离子电池:负极由硬碳或者可嵌钠材料组成,正极材料过渡金属氧化物、聚阴离子类材料等。

水系钠离子电池:与有机系电解质电池相比,电解质不同,因而水系比有机系电解质安全性能高。

钠离子电池的优势是什么?

钠的储量丰富,成本低。

集流体均为成本较低的铝箔。

安全性高:过充、过放、短路,不起火不爆炸。

高低温性能优异。

双极性电池:能量密度更高,单体电芯电压高。

低盐浓度电解液,可选择范围广。

钠离子电池产业现状如何?

钠离子电池是一个新兴的产业,它还需要更多的研发才能商业化。国内有多家企业在钠离子电池领域早有布局,并且在政策支持和高校、研究机构的探索下,钠离子电池的产业化的步伐正在加速。相关研究人员认为,钠离子电池处于产业化初期,中短期内承担补充锂电池的角色。长期看,随着能量密度的提升,有望在锂电池主流应用领域对磷酸铁锂电池形成部分替代。

责任编辑:胡惠雯

 
 
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