重大突破!新型鈉基電池有望取代鋰電池

來源：存能電氣  日期：2019-04-19 09:52  瀏覽量：次

　　重大突破!新型鈉基電池有望取代鋰電池。據科研調查，鈉基電池和鉀基電池有望替代傳統的鋰電池。科學家研發出了一種新型鈉離子電池陰極材料。該材料擁有高電池容量且循環壽命長，有望取代因資源儲量有限而價格高昂的鋰電池。

　　新型鈉基電池有望取代鋰電池

　　鈉基電池是鈉與一種叫做肌醇的化合物結合在一起的一種電池。2017年10月，由斯坦福大學的研究人員開發出來。鈉離子電池中，鈉離子可附著在肌醇上，而肌醇是一種常見的化合物，可從米糠或玉米加工過程中的液體副產物中提取。鈉離子和肌醇的新結合顯著改善鈉基電池的離子循環，使離子能更有效地從陰極移動穿過電解質到磷陽極，繼而產生更強的電流。

　　這種新型電池里的鈉與一種叫做肌醇的化合物結合在一起，這是一種在家用產品中常見的有機化合物，包括嬰兒配方奶粉。正如鈉的含量比鋰要豐富得多，米糠醇很容易從米糠中提煉出來，也可以在玉米加工過程中產生的副產品中找到。這將有助于確保材料收集具有成本效益。

　　這種新型的材料使用了全新的思路，大大提升了鈉離子電池的性能—其循環電池容量達到了484mAh/g，陰極能量密度更是高達726Wh/kg。更加令人矚目的是，由于地球上鈉的儲量極為豐富，鈉離子電池陰極材料開采、生產成本僅為鋰電池的1/100，從而將鈉離子電池的整體成本控制到鋰離子電池的80%左右。這一突破性的技術進展，讓人類在大規模能源儲存的道路上再一次邁出堅實的一步。

　　新能源汽車的技術核心在鋰電池，不過現在有一種鈉基電池，可以用更低的價格存儲和最新鋰電池一樣的能量。材料價格占據電池價格的四分之一，鋰的成本高達15000美元/噸，而鈉只要150美元/噸。

　　鈉基和鉀基電池面臨的最大障礙之一是它們會更快地衰變和退化，且能量密度比鋰電池更低。但情況并非總是如此。研究人員在研究了鋰離子、鈉離子和鉀離子與硫化鐵粒子的反應時發現：鈉和鉀與硫化鐵在反應過程中更加穩定，這表明基于鈉或鉀的電池壽命可能比預期長得多。

　　隨著全球對鋰電池的需求不斷增加，鋰礦的開采供不應求，價格也水漲船高。隨著儲量的消耗，其價格可能進一步攀升。為了滿足現有的鋰電池產量需求，世界范圍內各個礦場的產能都已經被逼到了極限，再增加產能十分困難。更不用說，加速開采還會讓這些有限的礦產資源提前耗盡，從而進一步推高價格。

　　與鋰資源相比，地球上的鈉資源儲量簡直豐富到“不可能被耗盡”：從浩瀚的大海里，到每家每戶的餐桌上，到處都有氯化鈉——食鹽的身影。與鋰離子電池材料每噸高達15,000美元的價格相比，如果用鈉離子作為電極材料，其每噸成本將只有150美元，便宜足有100倍之多。

　　隨著電池技術的進步，有越來越多的電動汽車出現在人們的視界中，這也引發了人們的擔憂：可能會導致金屬鋰電池的供應出現枯竭。所以雖然目前鈉基和鉀基電池的能量密度并不高，但它們在地殼中的含量比鋰元素豐富1000倍，這對于大規模的儲能，如家庭或電網的備用電源來說是很重要的。

　　去年，斯坦福大學的科學家成功地開發了鈉基電池，據海外華人新聞報道。電池可以儲存與鋰電池相同的電量，其制造成本遠遠低于鋰電池，或者它可以代替鋰電池。盡管價格優勢明顯，但是鈉基電池的研發還有很長的路。