你是否曾經(jīng)想過，我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷氖雏}，有一天會(huì)成為推動(dòng)科技進(jìn)步的關(guān)鍵元素？隨著科技的發(fā)展，一種新型電池——鈉離子電池，正在逐漸進(jìn)入我們的視野。那么，鈉離子電池究竟是什么？它又將如何改變我們的生活呢？

1鈉離子電池是什么？

鈉離子電池是一種使用鈉離子作為電荷載體的可充電電池。該電池主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作，包括正極、負(fù)極、電解液，隔膜、集流體五個(gè)部分。與我們熟知的鋰離子電池相比，鈉離子電池的主要區(qū)別在于其使用鈉元素而非鋰元素作為主要活性物質(zhì)。

2鈉離子電池的發(fā)展背景

為什么鈉離子電池發(fā)展突飛猛進(jìn)？我們從兩個(gè)方面加以分析。 1.鋰離子電池發(fā)展存在的主要矛盾

我國(guó)“3060”碳中和目標(biāo)，促使新能源產(chǎn)業(yè)得到大力發(fā)展。鋰離子電池得到成熟應(yīng)用。全球鋰資源需求大增。導(dǎo)致鋰供給不足。鋰比較稀有，而且只在少數(shù)國(guó)家開采。從全球的范圍看，鋰資源短缺的趨勢(shì)愈發(fā)明顯。

鋰是揮發(fā)性金屬，易燃或爆炸。鋰離子電池存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。

2. 鈉離子電池展現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)

鈉相對(duì)穩(wěn)定，制造更安全，回收更安全。

鈉資源豐富，開采更容易，比鋰便宜得多。鈉在任何有海水或鹽礦的地方都有可能被發(fā)現(xiàn)。

3鈉離子電池的工作原理與分類

鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池類似，均是“搖椅式”二次電池，差別只在于利用元素周期表同組，化學(xué)特性相近的鈉取代鋰。實(shí)際工作場(chǎng)景中，鈉離子電池的工作原理參見下表。

鈉離子分類參見下表。

4市場(chǎng)主流二次電池核心特征對(duì)比

根據(jù)對(duì)比，鈉離子電池具有以下優(yōu)勢(shì)：

資源豐富：鈉資源在全球范圍內(nèi)分布廣泛，且價(jià)格低廉。

安全性高：鈉離子電池的熱穩(wěn)定性較好，不易發(fā)生過熱或爆炸等安全事故。

環(huán)保性能好：鈉離子電池的生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境影響較小。

因此，鈉離子電池具有替代鋰離子電池的潛力。

5鈉離子電池的應(yīng)用場(chǎng)景

目前，中國(guó)新能源汽車工業(yè)所需要的鋰資源(碳酸鋰)中有80%仍然依賴進(jìn)口，而且鋰資源不足以同時(shí)支撐動(dòng)力電池、消費(fèi)電池和儲(chǔ)能電池三條賽道的巨大需求，發(fā)展鈉離子電池有其必要性和緊迫性。

鈉離子電池已經(jīng)在一些特定領(lǐng)域得到了應(yīng)用，如儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等。2024年6月大唐湖北100兆瓦/200兆瓦時(shí)鈉離子新型儲(chǔ)能電站實(shí)現(xiàn)了鈉離子電池在全球的首次大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。

特別是鈉離子電池在極寒地區(qū)具有耐低溫的突出優(yōu)勢(shì)，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池技術(shù)短期無法彌補(bǔ)這一短板。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，鈉離子電池有望在未來得到更廣泛的應(yīng)用。