• 注册
  • 钠离子电池 钠离子电池 关注:48 内容:13

    中国电池能源新突破,钠电池横空出世,电动车难题将被我国攻破?

  • 查看作者
  • 打赏作者
  • 当前位置: 电池社区 > 钠离子电池 > 正文
    • 钠离子电池
    •   在能源战争愈演愈烈的今天,中国又一次率先取得突破,攻克了一种新的能源电池!

        这究竟是什么电池?跟锂电池比起来有哪些优势?能解决电动车的最大问题吗?

        中国能源实现新突破

        科技的不断更新和发展,大家周遭的一切都在发生着翻天覆地的变化,如智能电器、人工智能等等现代高科技产品横空出世,预示着生活在变得越来越好。在新能源汽车上市后,作为其能源供应的电池,也将迎来重大的变革。新型电池的上市,是否会带来一个新时代?

      中国电池能源新突破,钠电池横空出世,电动车难题将被我国攻破?

        锂电池是当今市场上应用最多的新能源汽车电池,但是电动车行业想要进一步推动自身的发展壮大,还是面临着诸多的难题,而现在中国的钠电池突然间横空出世,为电池行业揭开了全新的一页。

        现在非常普遍的锂电池,其实发源于上个世纪。它轻薄、小巧,经历了一个世纪,已经和我们的生活紧密联系在一起,在许多地方都可以看到它的身影。而在这个繁荣的景象下,依然隐藏着危机。

        锂离子的提纯是个难题,因为锂的化学性质非常活泼,提纯不仅需要复杂的提取技术,而且需要昂贵的专业设备。并且从1997年开始,锂电池技术的研发基本就处于停滞状态,想要提升很难。面对这一难题,科学家只能寻找更好的替代物,正在此时,钠电池应运而生了。

        钠电池出现后,不可避免地要和原来的锂电池相比,而两者到底有什么不同?钠电池能够解决电动车的问题吗?

        钠电池的优势有哪些?

        近几年来,电动汽车自燃问题备受关注,经过多方共同研究,中国新能源发表了一份声明,称钠电池的出现将改变我国新能源形势,毫无疑问,这一发现具有跨时代意义。

        国家一直在强调新能源的重要性,如今许多城市的公交车已经被新能源汽车所取代。主要是因为新能源较为安全无污染,不会对环境造成较大损害。

        而要继续发展新能源,必须从电池这一方面着手。当前,新兴能源崭露头角,逐步开始进入人们的日常生活中,与天然气这些自然资源相比,不但能够发挥的作用几近一致,而且几乎不会造成污染。

        在我们的日常生活中,电动车几乎都是使用的锂电池,锂电池从发明到现在,已有近40年的历史。那个时候锂电池因体积小、作用大而引起了很大的轰动,但随着时间的推移,缺点也逐渐显露出来。

        锂资源不似其他资源,其资源储量极其有限,并且想要回收锂的工程难度极大,但是对于锂的需求又只增不减,如今锂正在不断减少。

        锂来自碳酸锂,过去提取一吨锂的成本是15000美元,而现在成本还在涨。自2021年以来,锂资源价格大幅上涨。根据数据显示,今年7月20日的碳酸锂矿石的价格较1月1日上涨66%,氢氧化锂矿石价格上涨96%。

        而且锂电池的生产需要大量的锂矿,但锂矿石主要分布在澳洲、南美等地,根据有关报告显示,我国目前的锂矿储量仅占全球的6%,因此我国的大部分锂矿石都是从澳大利亚进口的。

        地球上锂矿石资源产量日益萎缩,使得我国的锂电池产能受到限制。所以,寻找一种新型材料来替代锂电池显得尤为重要。

        具体来说,钠电池与锂电池相比优势究竟有哪些呢?

        第一,作为元素周期表的11号元素,钠和锂的化学性质非常接近,这使得用钠来制造电池成为可能。钠还有一个很大的优势,就是不仅价钱便宜而且还储量极大,像我们每天食用的盐其中就包含着大量的钠元素。

        相对于锂矿石价格,市场上一斤盐的价格只有几元,如果直接从海水中提取,价格还将进一步降低。对于企业来说,原材料价格越低,成本就越低,产品在价格上的优势也就愈加明显。

        第二,现在电动汽车最大的麻烦是充电速度太慢,而钠电池的出现将会很好地改善当前的情况。锂电池充电的速度再快也要花费将近30分钟才能够充一半的电,而钠电池则是完全不同了,想要充满50%的电量仅仅只是需要十几分钟就能完成。

        而且,在寒风凛冽季节里,电动车的续航里程缩减问题被广大车主诟病,而钠电池有望使电动车走出这一困境。钠电池的电解液即使在零下20度的环境中也能稳定地放电,因此即使在寒冷的北方地区,也不再需要担心续航里程的问题。

        第三,钠电池和锂电池制造方式有诸多相似之处。之前由于技术原因,钠电池项目并未得到大规模的实施,只是在理论上不断进行研究,随着我国新能源的不断发展和实施条件的不断完善,钠电池也开始逐渐开始突破理论。

        它与锂电池制造方法基本上是一样的,生产方面不需要进行太大的改进,这就大大降低企业的成本。从这方面来看,钠电池可以完美地代替锂电池。

        第四,虽然钠电池重量密度高,但是技术上也还是比较安全。钠电池与其他电池还有一点区别:就是钠电池在用完电后,电极材料不会被破坏,导致电池寿命缩短。当然了,钠电池最大的优势还是储量大而且易于提取。锂资源不足,但是钠便完全不同了,单单是从海水中就能提取出大量的钠。

        而且钠电池除了能够用于低速电动交通工具和家庭用电蓄能外,钠离子电池还可广泛应用于大数据中心、电网储能、5 G通信基站等大型储能系统。

        自然风力发电无法满足电力系统要求的高稳定性,这便促使依靠风力发的电力无法直接导入电网,此刻则需要一个“中介”一个巨型的电池队组来作为电力的缓冲地带。面临如此庞大的电池需求量,造价低廉的钠离子电池无疑极富竞争力。

        钠电池能解决电车的问题吗?

        钠电池用于电动汽车,优势非常大,但劣势同样也明显。

        或许会让人觉得有点出于意料的是,钠电池的概念最早是出现在著名科幻小说《海底两万里》中。

        书中,鹦鹉螺号把海水中的电解质钠提取出来,制造成钠电池作为动力以驱动鹦鹉螺号继续前行。

        在小说中存在着许多的“预言”,比如像是电击枪、潜水服、海底隧道等“预言”都一一实现了,但是偏偏以钠电池作为动力的潜水艇的发展却是止步不前,这一情况持续到了上个世纪70年代,第三次工业革命轰轰烈烈的展开,钠离子电池才被研究与开发出来,真正进入人们的视线当中,而与钠电池同时诞生的,还有现在非常熟悉的锂电池。

        为何钠离子电池被冷落而不是锂离子电池呢?因为锂电池在理论上能够获得最大的能量密度。在电池领域,若暂不考虑安全性和成本因素,那么在能量密度上具有绝对话语权的锂,则成为了研发者的首选。

        而钠电池能量密度不足,锂的原子量为7,钠的原子量为23,原子量越小,说明能量密度越高。

        钠离子半径要比锂离子大70%,导致其自身移动速度非常慢,由此钠离子如果想要成功的越过像负极石墨这样的材料几乎就是不可能的事情,所以这一短板也成为钠离子电池始终没有能够实现市场化的巨大阻碍。

        因此,在20世纪80年代技术还不是那么发达的情况下,锂与钠这对同一时代之下诞生的“双生子”却面临着完全不同的命运:锂离子被市场认可,十分快速地完成了商业化,在人们的日常生活中起着至关重要的作用,而钠离子却“门前冷落鞍马息”了。

        直到现在,钠电池才横空出世。而其实在钠电池出现以前,除了锂电池还有一种电池盛极一时,它就是刀片电池。

        那刀片电池又有什么优势呢?

        首先,安全性极高。电动汽车近年来安全事故频繁发生,主要是由电池引起。而“刀片电池”可以说是市场上最安全的一种,即使和现在的钠电池相比也是不遑多让的。

        其次,具有较高的能量密度。目前市场上使用最广泛的汽车动力电池有三元锂和磷酸铁锂两种,而刀片电池与磷酸铁锂、三元锂电池相比更安全,循环寿命更长。

        刀片电池现在的重量比上一代电池提高了9%,但是体积比能量密度却高出50%以上。换言之,刀片电池的电池容量能够被提高50%。

        此外,就电池寿命而言,这自然也是买家关心的问题。在刀片电池完成4500次充电后,电池寿命衰减是低于20%的,这与三元锂电池寿命相比提高了3倍以上,等效寿命可突破120万公里,这个电池寿命完全可以说是不弱于钠电池。

        而4500次充电是什么概念呢?假设平均一周充一次电,每年52次,为方便计算,且当作是50次。从理论上来说,电池衰减到20%要用90年。

        除刀片电池、锂电池以及如今正在兴起的钠电池以外还有另外一种强劲电池:磷酸铁锂电池。电池行业,可说是“群雄并起,逐鹿中原”。

        在锂电池的所有发展路线中,其主流的磷酸铁锂电池与其他电池相比,在安全性、循环寿命、成本等方面是具有一定优势的,因此受到了各大主流汽车厂商的青睐。

        随着科学技术不断地发展,工业化发展不断地加深,磷酸铁锂的技术水平也得到飞速的提升,其升级版磷酸锰铁锂电池开始出现在大众面前,市场中的各方都开始向它进军,磷酸锰铁锂电池十分有可能会成为下一个电池领域的“弄潮儿”。

        实际上,业界对磷酸锰铁锂电池的研究是很久以前的事,与磷酸铁锂相比,锰铁锂电池不仅有高导电性和高能密度,并且具有较高的安全性和低成本等特点,因而得到业界的普遍认可。

        在过去,由于制备磷酸锰铁锂面临离子导电率不足等问题,在较高的技术要求下产业化推进较为缓慢,而随着碳包覆、纳米化、补锂技术等改性技术的进步,产业化进程也随之加速,两轮电动车有望成为首个应用领域,技术成熟后再推广到动力电池领域。

        总的来看,钠电池的出现是一项举世瞩目的大事件,但是能源行业也可谓是“路漫漫其修远兮”,电动车行业的未来我们可以拭目以待!

      请登录之后再进行评论

      登录

      点击下载

    • 发表内容
    • 做任务
    • 实时动态
    • 偏好设置
    • 帖子间隔 侧栏位置: