为什么有可能用钠离子电池代替锂电池?
来源：宝鄂实业
2019-11-10 22:08
点击量：次
为什么有可能用钠离子电池代替锂电池?
钠是地球上第二轻的金属元素，仅次于锂。根据元素周期表，钠和锂属于同一类元素，它们的化学性质相似。因此，理论上钠可以像锂一样用作电池。当然，钠的原子半径比锂大得多，因为钠比锂多8个电子，所以钠是天然的脂肪。一旦你长胖了，你就会遇到很多麻烦，比如它不能像锂那样嵌在石墨里，而且它比锂重得多，所以它在电池里单位质量储存的能量比锂少。
但是钠有一个优势——它在地球上的含量是锂的几千倍。食盐中有很多钠，海水中也有很多钠。由于钠储量丰富，它比锂便宜得多。在市场上，作为原材料的碳酸锂每吨的价格需要数万元;氯化钠作为原料的价格每吨只有几千元。因此，作为一种电池，钠电池和锂电池相比，一个突出的优势就是便宜，这是工业化的一个非常核心的优势。因为行业最关心的是成本。
当然，成本优势并不等同于技术优势，关键是看钠是否真的能做电池。正极材料、负极材料和电解液是电池的三个基本组成部分。所以钠电池是存在的。以钠离子电池负极材料为例，可用作负极的材料有很多种，其中研究最多的是硬质碳材料。虽然钠在硬碳中的储存机理还不确定，不同的人制造的电池有不同的负极性能，但这只是一个技术问题，总有一天会标准化。
其实，钠离子电池和锂离子电池的工作原理并没有太大的不同，利用钠离子在正负电极间插入的过程来实现充放电。充电时，钠离子从正极释放出来，通过电解质嵌入负极。同时，电子补偿电荷通过外部电路供给负极，以保证正极和负极电荷的平衡。相反，当放电时，钠离子从负极移出，通过电解质插入正极。在正常充电和放电条件下,插入和超然的钠离子在正负电极之间不应该破坏的基本化学结构电极材料(当然,在实际情况下可能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?有人声称，从原理上讲，钠电池的充电时间仅为锂电池的五分之一，尽管目前的数据还不足以说明这是一种潜在的优势。也有人声称钠离子电池的寿命超过10年，而锂离子电池的寿命一般只有3-4年。然而，这是值得怀疑的。据硅谷电力公司称，钠离子电池的主要问题是其低循环寿命，因此这是一个有争议的观点。
