锂电池爆炸起火导致人员伤亡的事故时有发生，到底是什么原因引起的锂电池爆炸？

锂电池的现状

自从40年前，约翰.古迪纳夫（JohnBGoodenough)发明锂电池以来，锂电池变得越来越重要，它已经成为智能手机与电动汽车的标配。在国内也涌现了很多与锂相关的明星企业，比如做锂电池的宁德时代，比如提供锂矿资源的赣锋锂业。

但是锂资源在地球上十分稀少，在未来，锂资源也面临着像石油资源一样的枯竭危险。

而且提取锂的工艺也比较复杂，从盐湖里提取锂，需要用到萃取或者电渗析膜分离等技术，工艺繁琐而且成本较高。

从1980年出现钴酸锂电池技术，到1982年出现锰酸锂技术，到1991年索尼推出第一款商用锂电池，再到1997年提出磷酸铁锂技术，此后的20年再没有新的锂电技术出现，锂电池本身也开始面临着增长的极限，尤其是使用寿命与能量密度的提高越来越困难，所以寻找新的替代技术有了天然的需求。

有没有锂电池替代产品呢？

也许是有的，那就是钠离子电池。

钠离子电池为什么有可能取代锂电池？

钠是地球上仅次于锂的第二轻的金属元素，从元素周期表中来看，钠与锂属于同一族元素，它们的化学性质相似，因此理论上钠也可以像锂一样用来做电池。当然了，钠的原子半径比锂要大很多，因为钠原子比锂原子要多8个电子，所以自然长得很胖。一旦长胖，就会有很多麻烦，比如它不能像锂那样嵌入到石墨中，而且它比锂要重很多，使得单位质量的电池储能就要比锂少。

但是，钠有一个优点——钠元素在地球上的含量非常高，它在地球上的含量是锂的几千倍。我们吃的食盐里就有大量的钠，海水中也有非常多的钠。正因为含量十分丰富，所以钠比锂要便宜很多。在市场上，作为锂原料的碳酸锂价格每吨需要几万元；而作为钠原料的氯化钠的价格每吨只要几千元。所以，作为电池来说，钠电池与锂电池相比的一个突出优点就是便宜，这对于产业化来说是一个非常核心的优势。因为产业界最关心的是成本。

当然，成本优势不等于技术优势，关键还要看钠是不是真的可以做电池。电池的正极材料、负极材料、电解液是三个基本的组成部分，这些对钠电池来说都没有原则性的困难。所以钠电池是可以存在的。以钠离子电池的负极材料为例，可以做负极的材料有很多种，研究的比较多的主要是硬碳材料。虽然硬碳的储钠机理目前还没有定论，而且不同的人做出的电池负极性能差异比较大，但这只是工艺问题，总有一天能做到标准化的。

实际上，钠离子电池的工作原理与锂离子电池没有太大的差别，利用的是钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。充电时，钠离子从正极脱出经过电解质嵌入负极，同时电子补偿电荷经外电路供给到负极，保证正负极电荷平衡。放电时则相反，钠离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。在正常的充放电情况下，钠离子在正负极间的嵌入脱出不应该破坏电极材料的基本化学结构（当然在实际情况下可能会产生一定的记忆效应，也可能导致电极材料的老化）。

那么，钠离子电池有技术优势吗？有的人宣称在原理上，钠离子电池的充电时间可以缩短到锂离子电池的1/5——虽然目前这方面的公开数据并不是很充分，于是只能说这是潜在的优点。也有相关资料宣称，钠离子电池寿命超过10年，而通常锂离子电池使用寿命只有3-4年，不过对于这一点是存疑的，据硅谷动力君调研，钠离子电池的主要问题正是循环寿命不高，所以这是一个争议点。

中国首辆钠离子电池低速电动车已经问世

目前有定论的是，钠离子电池有成本低的优点，其他的技术优势则不太明显。那么这一领域目前的研发情况又是怎么样的呢？

作为一个有示范性意义的项目，2018年6月，中国首辆钠离子电池低速电动车在中国科学院物理研究所园区内示范演示——请注意，这里的关键词是“低速”。该辆低速电动汽车是由依托物理所钠离子电池专利技术成立的中科海钠科技公司推出的。在2017年，中国科学院物理研究所就以钠离子电池技术相关专利出资成立了中科海钠科技有限责任公司，中国科学院物理研究所陈立泉院士，胡勇胜研究员为技术带头人。随后，中科海钠公司在江苏溧阳准备建立产业化基地，加速推进钠离子电池商业化进程。

但是，据硅谷动力君了解，目前钠离子电池的能量密度只能达到120瓦时/公斤。所以，在能量密度这一技术指标上，钠离子电池还不能与锂离子电池相提并论，因为锂电池的能量密度300瓦时/公斤以上。

从能量密度的角度来说，现在的钠离子电池只能达到锂电池的一半以下，因此钠离子电池目前只能用在低速电动车、电动船、家庭储能等对能量密度要求较低的领域，目前还不能用钠电池做出高速电动汽车。