与锂离子电池相比,钠离子电池具有哪些优点?
来源:宝鄂实业
2019-12-07 22:14
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钠离子电池与锂离子电池的比较。锂离子电池本身也开始面临增长的极限,尤其是随着预期寿命和能量密度的增加,因此对替代技术的需求是很自然的。钠资源丰富,开发成本仅为锂的1%,因此钠离子电池的研究与开发成为研究人员的热点。
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钠离子电池与锂离子电池的比较
科学家们一直在寻找锂离子电池的替代品,现在钠离子电池是一个有前途的新方向。锂离子电池现在可能很流行,但在大肆宣传的背后,一场危机正在酝酿之中,而它们的堂兄弟——钠,正蓄势待发。
钠离子电池:钠离子电池是一种二次电池(可充电电池),它依靠钠离子在正极和负极之间的运动,类似于锂离子电池的工作原理。在充放电过程中,钠离子在两个电极之间来回插入和排出。充电时,钠离子从正极脱离,通过电解液嵌入负极。当卸货时,情况正好相反。
钠离子电池的主要特点是用钠离子代替昂贵的锂离子,因此需要对正极材料、负极材料和电解液进行相应的改变以适应钠离子电池。与锂相比,钠在地壳中含量丰富,获取钠元素的方法简单。因此,与锂离子电池相比,钠离子电池在成本上更有优势。
钠离子电池的最大困难是找一个稳定的钠离子电池阴极材料,传统的锂离子电池阴极材料,石墨,可以结合Li LiC6结构化合物的形成,理论具体的容量是372 mah / g,但石墨只能钠离子存储非常有限,这可能是由于Na将首先在石墨表面形成涂层,而不是石墨形成的化合物。
钠离子电池比锂离子电池的能量密度,但是因为Na资源丰富,而且非常容易,加上碳酸锂的价格很高,所以从长远来看,钠离子电池仍有非常广阔的应用前景,在一些领域的能量密度的要求不高,能量储存,如电网调峰、风力发电储能等方面也有广阔的应用前景。
与锂离子电池相比,钠离子电池具有以下优点
首先,与锂相比,钠具有相似的物理化学性质,储量丰富,价格低廉。
第二,原则上,钠离子电池的充电时间可以减少到锂离子电池的五分之一。
第三,由于钠盐的特点,允许使用低浓度的电解质,可以降低成本;
第四,钠离子不与铝形成合金,负极可以使用铝箔作为收集液,可以降低成本和电池重量。
据了解,目前钠离子电池的能量密度只能达到120瓦时/公斤。因此,在能量密度方面,钠离子电池无法与锂离子电池相比,因为锂电池的能量密度超过300瓦时/公斤。
从能量密度的角度来看,目前的钠离子电池只能帮助不到一半的锂电池,因此,钠离子电池只能用于低速电动汽车、电动船、家庭能源存储和能量密度较低的其他领域需求,目前不能用于制造高速电动汽车。
锂电池和钠电池有很大的区别
1. 电池内部不同的载流子。锂离子电池的充放电是通过锂离子在正极和负极之间的移动和转换来实现的,而钠离子电池则是通过钠离子在正极和负极之间的嵌入和喷射来实现的。
2. 两者的离子半径不同,导致钠离子电池的性能远远低于锂离子电池;锂离子的负极可以使石墨化,而钠离子则很难在石墨中失活/嵌入,容量很小;其他碳材料的最大处理能力约为300毫安;正极离子的容量非常小,只有一百毫安多一点;钠离子在正负电极上的嵌入/去嵌入阻力很大,这是由于钠离子的半径较大。可逆性差,失去了不可逆能力。