鉅大LARGE | 點擊量：842次 | 2021年04月07日
新型碳負(fù)極會不會使鈉離子電池替代鋰電呢
隨著新能源汽車用動力鋰電池的快速發(fā)展，鋰資源的有限和價格較高的問題日益凸顯。由于鈉與鋰的性質(zhì)相近，在自然界中的儲量高且價格低廉，因此鈉離子電池被科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為是可替代鋰離子電池的下一代儲能體系。
負(fù)極材料對鋰/鈉離子電池的快充和倍率性能的影響至關(guān)重要，但由于鈉離子的離子半徑遠(yuǎn)大于鋰離子，目前適用于鋰離子電池的石墨類負(fù)極材料已不適用于鈉離子電池，開發(fā)高性能非石墨類碳負(fù)極材料關(guān)于鈉離子電池的發(fā)展具有重要意義。
合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院項宏發(fā)教授及其科研團(tuán)隊，利用氯化鈉模板法結(jié)合優(yōu)化的碳源組成制備出的三維無定形碳材料（3DAC），實現(xiàn)了對其微觀孔隙與微區(qū)結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控。該成果利用氯化鈉模板，在不顯著提高比表面積的前提下，適當(dāng)引入孔徑為2~50nm的介孔和孔徑>50nm的大孔同時，利用碳源的組成優(yōu)化和氯化鈉模板的限域用途，實現(xiàn)無序/有序微區(qū)比例的調(diào)控，從而在提高碳負(fù)極材料倍率性能的同時具有較高的庫倫效率和循環(huán)性能。
實驗數(shù)據(jù)表明，這一新型碳負(fù)極材料可在9.6安培每克的電流密度下充放電，獲得的儲鈉容量與其他材料在相近電流密度下相比提升了一倍，且充放電600次后電池性能無衰減。同時，該材料合成方法簡單，且制備過程無污染，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。在國內(nèi)也涌現(xiàn)了很多與鋰相關(guān)的明星公司，比如做鋰離子電池的寧德時代，比如供應(yīng)鋰礦資源的贛鋒鋰業(yè)。
但是鋰資源在地球上十分稀少，在未來，鋰資源也面對著像石油資源相同的枯竭危險。而且提取鋰的工藝也比較復(fù)雜，從鹽湖里提取鋰，要用到萃取或者電滲析膜分離等技術(shù)，工藝繁瑣而且成本較高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從1980年出現(xiàn)鈷酸鋰離子電池技術(shù)，到1982年出現(xiàn)錳酸鋰技術(shù)，到1991年索尼推出第一款商用鋰離子電池，再到1997年提出磷酸鐵鋰技術(shù)，此后的20年再沒有新的鋰電技術(shù)出現(xiàn)，鋰離子電池本身也開始面對著上升的極限，尤其是使用壽命與能量密度的提高越來越困難，所以尋找新的替代技術(shù)有了天然的需求。
有沒有鋰離子電池替代產(chǎn)品呢？
也許是有的，那就是鈉離子電池。鈉離子電池為何有可能取代鋰離子電池？
鈉是地球上僅次于鋰的第二輕的金屬元素，從元素周期表中來看，鈉與鋰屬于同一族元素，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，因此理論上鈉也可以像鋰相同用來做電池。
當(dāng)然了，鈉的原子半徑比鋰要大很多，因為鈉原子比鋰原子要多8個電子，所以自然長得很胖。一旦長胖，就會有很多麻煩，比如它不能像鋰那樣嵌入到石墨中，而且它比鋰要重很多，使得單位質(zhì)量的電池儲能就要比鋰少。
但是，鈉有一個優(yōu)點鈉元素在地球上的含量非常高，它在地球上的含量是鋰的幾千倍。我們吃的食鹽里就有大量的鈉，海水中也有非常多的鈉。正因為含量十分豐富，所以鈉比鋰要便宜很多。
在市場上，作為鋰原料的碳酸鋰價格每噸要幾萬元；而作為鈉原料的氯化鈉的價格每噸只要幾千元。所以，作為電池來說，鈉電池與鋰離子電池相比的一個突出優(yōu)點就是便宜，這關(guān)于產(chǎn)業(yè)化來說是一個非常核心的優(yōu)勢。因為產(chǎn)業(yè)界最關(guān)心的是成本。
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