鈉離子電池和鋰電池相比有哪些優(yōu)勢?
編輯:貝朗斯動力商城
發(fā)表時間:2021-06-23
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鈉離子電池技術(shù)是鋰離子電池的有效補充,但由于其理論能量密度低于三元鋰電池,該短板也或?qū)?dǎo)致鈉離子電池永遠無法在高端車型上實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。因此,鈉離子電池有望在儲能市場和低端動力電池市場對鋰離子電池實現(xiàn)部分替代。
就鈉離子電池而言,其主要具有三大優(yōu)勢:首先,鈉是地殼中第六豐富的元素(前六:氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉),海洋中擁有豐富的鈉資源,鈉元素在全球的分別非常均勻,地球中的鈉含量占比約2.5%-3.0%,大約是鋰元素的1000倍;其次,鈉離子不會與鋁形成合金,所以鈉電池的負極可以用金屬鋁箔作為集流體,雙鋁集流體不存在過放電問題(鋰離子電池負極是用銅集流體,重量和價格上均大于鋁)。再者,鈉鹽的電導(dǎo)率高于鋰鹽,達到同等電導(dǎo)率情況下,鈉離子電池的電解液濃度可以比鋰離子電池的低,因此鈉離子電池可以采用低濃度的電解液來降低成本。
但同時,作為在新能源汽車電池領(lǐng)域的新的嘗試,當(dāng)前,鈉離子電池在研發(fā)和應(yīng)用方面還存在部分問題。從其原理構(gòu)成上看,鈉離子的離子半徑大于鋰離子,導(dǎo)致鈉離子無法嵌入石墨材料,鈉離子電池需要采用硬碳或其他負極材料,能量密度低于石墨材料。
從性能上來看,更大的尺寸使鈉離子很難嵌入發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所在的電極晶體結(jié)構(gòu)中,導(dǎo)致鈉離子的移動速率就比較慢,影響鈉離子電池充、放電速率。同時,鈉離子嵌出電極的晶體結(jié)構(gòu)也較困難,導(dǎo)致電池可逆性差,能量密度利用率低,多次充放電后的能量密度下降速度快。目前,主流的鈉離子電池正極材料為NaMnO4、Na3V2(PO4)3、Na2Fe2(SO4)3等,理論上能量密度不及三元鋰,但實際能量密度較磷酸鐵鋰低。
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