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              鈉離子電池是否真的可以實現量產并商業化?


              閱讀量:18發布時間:2022-04-23 10:48:00


              鈉離子電池是否真的可以實現量產并商業化?我國工信部將推動鈉離子電池全面商業化引發熱議,電池技術革命是否真的正在到來?自1991年索尼公司首次商業化鋰離子電池以來鋰離子電池的地位漸漸地如日中天,但是當前鋰離子電池行業存在著巨大危機:


              ①需求上在過去幾年全球新能源車及大規模儲能增長勢頭正猛導致鋰離子電池的需求增長數倍;


              ②供給上鋰在地殼中的儲存量并不大且分布極不均勻,根據2020年地質調查局的數據全球“鋰”儲量主要集中在智利、澳大利亞、阿根廷三個國家合計約占世界儲存量的75%,尷尬的是中國是第四大鋰儲量國,但是85%以上的鋰資源分布在西部高海拔山區和鹽湖地區存在“鋰”資源品位低、分離難度大、開采成本高等問題,所以我國80%的鋰資源都依賴進口,在以上幾個因素的影響下金屬鋰以及鋰離子電池相關原材料比如鎳鈷銅價格不斷上漲,較小的儲量加上暴增的需求鋰資源供應問題越發緊張。


              對于中國來說鋰離子電池相關的發展與成本受制于上游金屬鋰的供應,   因此我們也面臨鋰資源“卡脖子”的局面,加上隨著鋰離子電池的能量密度漸漸接近理論極限以及鋰離子的安全隱患等問題,尋求鋰離子電池的替代品被提上日程,于是“鈉離子電池”成為一種選擇。


              鈉離子電池并非一種全新的電池技術,在20世紀70年代鈉離子電池的發展與鋰離子電池的發展是同步進行的,單隨著鋰離子電池憑借其更高的能量密度、低自放電、高循環壽命,鋰離子電池顯然有了更大的事業前景。往后商業中對鈉離子的興趣下降,然而步入21世紀第二個十年,隨著鋰離子電池原材料需求及成本劇增后鈉離子電池再次開始被重視


              鈉離子工作原理和鋰離子電池依靠鋰離子在電池內部遷移實現充放電的工作原理類似,鈉離子電池有何優點呢:


              ①納元素是地殼中第六元素儲量豐富儲量高達2.36%大約是鋰元素的1000倍且分布較為均勻;


              ②鈉離子電池成本比鋰離子電池低,鈉離子電池少用或者幾乎不用稀有金屬,相比之下鋰離子電池中的鈷元素是一種地質儲量有限的金屬而且以少數幾個國家為中心的供應鏈也不穩定,另外金屬鈉不會與鋁發生合金化反應,這使得可以使用便宜的金屬鋁作為部件材料,其次鈉鹽的導電率高于鋰鹽,因此鈉離子電池可以采用低濃度的電解液來降低成本;


              ③鈉離子電池安全性優于鋰離子電池,在高低溫性能測試數據表明鈉離子電池性能更加優異,過充、過放、短路、針刺、擠壓等安全測試都能順利通過且不易起火爆炸。


              由此看來鈉離子電池有這么多優點是否就證明鈉離子電池將顛覆鋰離子電池的主導地位可以實現量產并商業化呢?就目前的研發進度是還沒有這么快的,最起碼國家有想法往這一步在發展。除了有很多優點外鈉離子電池也有缺點如:


              ①鈉離子電池能量密度比鋰離子電池低,在元素周期表中,“鋰”元素排在第三位,“納”元素排在第十一位,因而鋰元素相對分子質量較少對應電池能量密度就越高,所以鋰元素更適合作為能量的載體,目前鈉離子電池的平均能量密度為100-150Wh/Kg,鋰離子電池為150-250Wh/Kg,這帶來的結果是鈉離子電池更低的續航和更大的電池重量,眾所周知新能源汽車想取代燃油車電池續航能力是關鍵因素,低能量密度意味著低的續航里程,更大的電池重量也不利于新能源的發展,相反鈉離子電池更多的更適合用于低速車、基站、儲能等對電池能量密度和重量沒這么高的領域;


              ②鈉離子電池的充放電次數效率比鋰離子電池低,因為鈉離子分子半徑比鋰離子電池大,因此鈉離子在電池內穿梭更加遲緩大大影響充放電效率,導致電池能量密度利用率低且多次充放電后密度下降速度快,同時電池的溫度管控難度可能較高;③鈉離子

              電池產業初期成本可能比鋰離子電池更高;雖然前面講到由于鈉離子的特性鈉離子原材料帶來的成本較低,但這是產業化后的結果,目前由于產業化初期工藝的不成熟無法規?;慨a,鈉離子電池暫時并沒有價格的優勢,鈉離子電池想要更具價格優勢那就必須發展高能量密度和低價格輔材的鈉離子電池體系進一步降低鈉離子電池生產成本,


              總結:鈉離子電池是否真的可以實現量產并商業化?綜合上述,我們知道鈉離子電池并無法碾壓鋰離子電池,雖然它的原材料豐富、成本低、安全性高,但是其他方面不如鋰離子電池,就核心地位而言鈉離子電池主打性價比,目前來看鋰離子電池仍然是商業市場首選,鈉離子電池可作為有效的技術儲備和補充,鈉離子電池的替代場景會在部分儲能、小動力車、短程電動汽車、電力公司的備用電源領域.


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