鈉離子電池未來會取代鋰離子電池嗎?兩者之間有何異同

來源：存能電氣  日期：2020-04-03 10:49  瀏覽量：次

鈉離子電池未來會取代鋰離子電池嗎？兩者之間有何異同？隨著能源危機的日益嚴重，鋰離子電池和鈉離子電池等新型儲能電池越來越受到關注。和傳統(tǒng)鉛酸電池、鎳鎘電池相比，鋰離子電池和鈉離子電池均具有循環(huán)壽命長、可逆儲存能量高、對環(huán)境友好、無毒無污染等優(yōu)點。但是由于鋰資源是一種相對稀缺的資源，因此面對節(jié)節(jié)攀升的碳酸鋰價格，使得人們再次關注鈉離子電池。

鈉離子電池能否取代鋰離子電池

鈉離子電池優(yōu)勢

1.豐富的鈉資源

ESS應用需要大規(guī)模生產(chǎn)電池。電池成本使得ESS在可再生能源和智能電網(wǎng)中的應用至關重要，具有成本效益的電池技術是首選。電池成本主要取決于所選擇的電極材料，有機電解質和隔膜。正極材料約占電池總成本的三分之一，其成本在整個電池成本中起關鍵作用。

2.鈉離子電池的成本

鈉離子電池的成本低于鋰離子電池，但無論是鋰離子電池還是鈉離子電池，其中正極材料的成本所占比例最高，因此，應廣泛研究的鈉離子電池正極材料，以便于尋求更加節(jié)儉的材料。

鋰離子電池優(yōu)勢

1、鋰離子電池技術成熟

鈉離子電池與鋰離子電池具有相似的工作原理，但鋰離子電池的發(fā)展相對較為成熟。目前，借鑒鋰離子電池正極的相關經(jīng)驗來制備相應的鈉離子電池正極材料成為一種主要研究方法，并在一定程度上展現(xiàn)了較好的電池性能。

2、鋰離子電池能量密度高

近年來，隨著多種新型電極材料被應用，大大提升鋰離子電池的能量密度、循環(huán)使用壽命和穩(wěn)定性等關鍵性能。另外，鋰離子電池的制造工藝也取得多項技術突破。日本新型耐高溫全固態(tài)鋰離子電池，在150℃的高溫環(huán)境中仍具備良好的導電性能，此項技術擴大鋰離子電池的應用范圍。

鈉離子電池與鋰離子電池的異同

①儲能機理

鈉離子電池和鋰離子電池具有相同的搖椅式的儲能機理，對于鈉離子電池來說，在充電時鈉離子從正極材料中脫出，通過電解液穿過表面鈍化膜嵌入到負極材料中；而在放電時，鈉離子從負極材料經(jīng)過電解液穿過表面鈍化膜，進入正極材料。

②負極材料

目前鈉離子和鋰離子電池的負極材料主要有硬碳、合金、鈦化合物等第五族元素等，這些材料能對鈉離子/鋰離子的脫嵌起支撐結構，但同時又不可避免的給材料帶來了體積變化，這就需要進一步優(yōu)化其負極材料。

據(jù)悉，從資源和成本的角度出發(fā)，鈉離子電池被認為是人類目前最有可能用作大規(guī)模儲能的電池體系。對于鈉離子電池的開發(fā)，現(xiàn)在美國，英國，日本等各國都處于小試階段，真正意義上的鈉離子電池大規(guī)模生產(chǎn)尚無報道。

隨著鈉離子電池研究的深入，將會開發(fā)出新的材料，電池的容量和電壓將會進一步得到提升。鈉離子較低的成本，使得鈉離子電池有望應用在智能電網(wǎng)或可再生能源的大規(guī)模儲能中。因此在未來，鈉離子電池可與鋰離子電池形成高低搭配的組合，高端用鋰離子電池，普通用鈉離子電池。