对锂离子电池的依赖，会给人们带来什么呢？
来源：宝鄂实业
2019-03-09 10:27
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现在人们严重依赖锂离子电池。在电动汽车和电池储能系统的驱动下，锂离子电池和锂矿石的需求与日俱增。然而，锂原料将被耗尽一天。那么会有一场能源灾难吗？
因此，美国加州一所大学已经转向原料更丰富、材料更便宜的钠离子电池。近年来，成功地解决了钠离子电池充放电的“杂散”问题，进一步提高了电池的稳定性和容量。
钠在地壳含量和成本方面略优于锂。钠的地壳含量为2.6%，排名第六，与27的锂相比。据调查锂和钠在成本方面是100倍的差距，锂大约是每公吨15000美元，钠是150美元，显然钠在电池的使用上有更大的性价比，但是为什么钠并没有投入量产呢，为什么没有商业化呢？
科学家已经能够控制钠在水中的燃烧，但是在商业化的道路上，钠离子电池仍然有一个很大的障碍要解决-钠离子在电池充放电过程中容易“走丢”。
钠离子电池以与锂离子电池以相同的方式工作，主要是通过在阴极和阳极之间移动钠离子，但是钠离子在充电和放电过程中倾向于附着在阳极上，而不是移动到阴极。
这也被称为固体电解质界面（SEI），离子在石墨电极上形成厚度为一千毫米的膜，其保护碳颗粒免受酸性电解质的有害反应，并允许离子在电极和电解质之间穿梭。美国加州某一大学化学工程副教授认为SEI现象并不是坏事，但SEI膜太厚，无法消耗充电所需的钠离子。
因此，此大学已经提出了一种解决方案，如果钠是粉末状的，它提供了SEI与钠，它需要保护碳颗粒，而不消耗充电和放电所需的钠离子。
减少水钠的接触，团队尝试在手套箱充氩气，惰性气体，利用超声熔体的体积成牛奶状液体，然后冷却液，悬浮在正己烷溶液和允许钠颗粒均匀分布。
实验结果与科学家的期望值非常吻合。滴几滴钠混悬液为阳极或阴极后，有效地提高了充电和放电的稳定性和钠离子电池容量。Pol说，只是一个轻微修改就可以使电极的过程中可以提高电池的性能，这其实就是另一种方式来帮助钠离子电池的商业化。
可充电锂离子电池包括两个电极，这两个电极浸没在电解质溶液中并被可渗透的聚合物膜分开。当锂离子电池正在充电时，锂离子通过聚合物膜从正极移动到负极。在放电期间，锂离子从阳极返回到阴极。在此过程中，电子被发送到电子设备，在此过程中为其供电。
碳石墨是用于锂离子电池的典型阳极材料，因为它具有可以在其层之间支撑和储存小锂离子的分层结构。由于电池的工作电压基于阴极和阳极之间的电化学电势的差异，因此阴极不能是石墨，并且锂离子电池的大多数性能特征基于阴极材料。
阴极通过电化学嵌入存储锂离子; 锂离子从阴极材料结构内部的晶格位置放入或拉出的顺序。在最基本的阴极材料中有锂 - 钴 - 氧化物（Li-Co-O 2）。当使用这种材料制成的电池充电时，锂离子从氧化物中被拉出并插入石墨电极中。在放电期间，发生相反的过程。当从阴极中的氧化物中除去锂离子时，它具有正电荷，因此钴改变其氧化态并且氧化物保持电中性。少量的钴在氧化态从3变化到4，以弥补锂离子的去除。
锂，钴 ，氧化物是一种嵌入化合物，锂，钴和氧以二维层排列：锂层，然后是氧层，钴层，不同氧层和不同层锂。在嵌入化合物中，可以除去锂，并且基本结构应保持不变。如果结构发生变化，将锂重新投入使用变得非常具有挑战性。钴增强结构可以在开始变化之前容许约60％的锂被去除，这在很长一段时间内发生。
为了使锂离子电池以可预测的方式运行，框架结构应保持不变。这使得这些电池可以使用数年至数十年。用相当便宜的镍替代钴仍然会产生插层结构。但是，如果从氧化镍结构中取出大量的锂，它会释放出相当数量的氧，这可能会引发火灾。对结构具有显着亲和力的铝可以包含在结构中以减少危害。这平衡了结构，但它减少了细胞的容量。
