鈉離子電池未來會(huì)取代鋰離子電池嗎?兩者之間有何異同

來源：存能電氣  日期：2020-04-03 10:49  瀏覽量：次

鈉離子電池未來會(huì)取代鋰離子電池嗎？?jī)烧咧g有何異同？隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，鋰離子電池和鈉離子電池等新型儲(chǔ)能電池越來越受到關(guān)注。和傳統(tǒng)鉛酸電池、鎳鎘電池相比，鋰離子電池和鈉離子電池均具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、可逆儲(chǔ)存能量高、對(duì)環(huán)境友好、無毒無污染等優(yōu)點(diǎn)。但是由于鋰資源是一種相對(duì)稀缺的資源，因此面對(duì)節(jié)節(jié)攀升的碳酸鋰價(jià)格，使得人們?cè)俅侮P(guān)注鈉離子電池。

鈉離子電池能否取代鋰離子電池

鈉離子電池優(yōu)勢(shì)

1.豐富的鈉資源

ESS應(yīng)用需要大規(guī)模生產(chǎn)電池。電池成本使得ESS在可再生能源和智能電網(wǎng)中的應(yīng)用至關(guān)重要，具有成本效益的電池技術(shù)是首選。電池成本主要取決于所選擇的電極材料，有機(jī)電解質(zhì)和隔膜。正極材料約占電池總成本的三分之一，其成本在整個(gè)電池成本中起關(guān)鍵作用。

2.鈉離子電池的成本

鈉離子電池的成本低于鋰離子電池，但無論是鋰離子電池還是鈉離子電池，其中正極材料的成本所占比例最高，因此，應(yīng)廣泛研究的鈉離子電池正極材料，以便于尋求更加節(jié)儉的材料。

鋰離子電池優(yōu)勢(shì)

1、鋰離子電池技術(shù)成熟

鈉離子電池與鋰離子電池具有相似的工作原理，但鋰離子電池的發(fā)展相對(duì)較為成熟。目前，借鑒鋰離子電池正極的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來制備相應(yīng)的鈉離子電池正極材料成為一種主要研究方法，并在一定程度上展現(xiàn)了較好的電池性能。

2、鋰離子電池能量密度高

近年來，隨著多種新型電極材料被應(yīng)用，大大提升鋰離子電池的能量密度、循環(huán)使用壽命和穩(wěn)定性等關(guān)鍵性能。另外，鋰離子電池的制造工藝也取得多項(xiàng)技術(shù)突破。日本新型耐高溫全固態(tài)鋰離子電池，在150℃的高溫環(huán)境中仍具備良好的導(dǎo)電性能，此項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)大鋰離子電池的應(yīng)用范圍。

鈉離子電池與鋰離子電池的異同

①儲(chǔ)能機(jī)理

鈉離子電池和鋰離子電池具有相同的搖椅式的儲(chǔ)能機(jī)理，對(duì)于鈉離子電池來說，在充電時(shí)鈉離子從正極材料中脫出，通過電解液穿過表面鈍化膜嵌入到負(fù)極材料中；而在放電時(shí)，鈉離子從負(fù)極材料經(jīng)過電解液穿過表面鈍化膜，進(jìn)入正極材料。

②負(fù)極材料

目前鈉離子和鋰離子電池的負(fù)極材料主要有硬碳、合金、鈦化合物等第五族元素等，這些材料能對(duì)鈉離子/鋰離子的脫嵌起支撐結(jié)構(gòu)，但同時(shí)又不可避免的給材料帶來了體積變化，這就需要進(jìn)一步優(yōu)化其負(fù)極材料。

據(jù)悉，從資源和成本的角度出發(fā)，鈉離子電池被認(rèn)為是人類目前最有可能用作大規(guī)模儲(chǔ)能的電池體系。對(duì)于鈉離子電池的開發(fā)，現(xiàn)在美國，英國，日本等各國都處于小試階段，真正意義上的鈉離子電池大規(guī)模生產(chǎn)尚無報(bào)道。

隨著鈉離子電池研究的深入，將會(huì)開發(fā)出新的材料，電池的容量和電壓將會(huì)進(jìn)一步得到提升。鈉離子較低的成本，使得鈉離子電池有望應(yīng)用在智能電網(wǎng)或可再生能源的大規(guī)模儲(chǔ)能中。因此在未來，鈉離子電池可與鋰離子電池形成高低搭配的組合，高端用鋰離子電池，普通用鈉離子電池。