钠基电池是否可以取代锂电池？
来源：宝鄂实业
2020-05-07 08:37
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钠离子电池中，钠离子可附着在肌醇上，而肌醇是一种常见的化合物，可从米糠或玉米加工过程中的液体副产物中提取。钠离子和肌醇的新结合显著改善钠基电池的离子循环，使离子能更有效地从阴极移动穿过电解质到磷阳极，继而产生更强的电流。
既然钠电池有这么多的好处，那为什么我们没有早点使用它？事实上，钠还并不能完全取代锂电池，钠离子的尺寸更大，并且其化学性质与锂也不完全相同。由于目前用于制造锂离子电池的材料并不适用于钠，因此在锂被取代之前，我们需要在电池制造技术的某些方面进行革新。而好消息是，日本名古屋工业大学的研究人员正在致力于此，他们已经证明，当一种名叫Na2V3O7的特定化合物与钠搭配时，展现出了令人满意的电化学性能，而且其晶体结构和电子结构也与钠相容。更棒的是，用这种材料制成的钠离子电池显示出了惊人的充电速度：仅约6分钟。你的手机有这么快充满过电吗？
这种新型电池里的钠与一种叫做肌醇的化合物结合在一起，这是一种在家用产品中常见的有机化合物，包括婴儿配方奶粉。正如钠的含量比锂要丰富得多，米糠醇很容易从米糠中提炼出来，也可以在玉米加工过程中产生的副产品中找到。这将有助于确保材料收集具有成本效益。
这种新型的材料使用了全新的思路，大大提升了钠离子电池的性能—其循环电池容量达到了484mAh/g，阴极能量密度更是高达726Wh/kg。更加令人瞩目的是，由于地球上钠的储量极为丰富，钠离子电池阴极材料开采、生产成本仅为锂电池的1/100，从而将钠离子电池的整体成本控制到锂离子电池的80%左右。这一突破性的技术进展，让人类在大规模能源储存的道路上再一次迈出坚实的一步。
新能源汽车的技术核心在锂电池，不过现在有一种钠基电池，可以用更低的价格存储和最新锂电池一样的能量。材料价格占据电池价格的四分之一，锂的成本高达15000美元/吨，而钠只要150美元/吨。
钠基和钾基电池面临的最大障碍之一是它们会更快地衰变和退化，且能量密度比锂电池更低。但情况并非总是如此。研究人员在研究了锂离子、钠离子和钾离子与硫化铁粒子的反应时发现：钠和钾与硫化铁在反应过程中更加稳定，这表明基于钠或钾的电池寿命可能比预期长得多。
随着全球对锂电池的需求不断增加，锂矿的开采供不应求，价格也水涨船高。随着储量的消耗，其价格可能进一步攀升。为了满足现有的锂电池产量需求，世界范围内各个矿场的产能都已经被逼到了极限，再增加产能十分困难。
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