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  • 1 # 羅思揚

    要想回答這個問題,首先要先了解鋰離子電池和鈉離子電池的發展歷史、現狀和兩種電池的特點。

    鋰離子電池是目前商業化非常成功的電池體系,工作原理是鋰離子在正負極材料之間可逆脫出和嵌入,該工作原理也被稱為自搖椅式可充放電電池。

    該概念由M Armand於1972年提出,相關研究至今已有46年的歷史,後於1991年被日本SONY公司成功商業化,正極材料採用的是LiCoO2(鈷酸鋰),負極為石油焦,LiPF6(六氟磷酸鋰)溶於PC(丙烯碳酸酯)和EC(乙烯碳酸酯)作為電解液,標誌著鋰離子電池時代的到來。

    隨著基礎研究的不斷深入和製造工藝的不斷改進,目前鋰離子電池已經開發到第三代,且根究不同的電池體系,在多種應用場景中被使用,最常見的是消費電子類(手機、筆記本等)、電動汽車、家庭儲能裝置,甚至電站用的大型儲能裝置等等。

    鋰離子電池之所以被廣泛應用得益於其優異的綜合性能,鋰離子電池的特點包括:工作電壓高(3.7 V左右)、能量密度高(是鉛酸電池的7-8倍,電池輕便)、迴圈壽命長(一千次以上,有些體系甚至可以到兩萬次以上)、沒有記憶效應(不需要定期滿充滿放電)、自放電小(可以長期儲存,一個月僅掉電量<2%)等等。

    鈉離子電池具有和鋰離子電池相似的工作原理,是鈉離子在正負極之間可逆脫出和嵌入的二次電池。

    鈉離子電池的研究開展得很早,最早於1980年提出,但是後來由於鋰離子電池的研究和產業化的快速開展,科學家的重心放在了鋰離子電池的開發中,這時鈉離子電池的研究一直處於邊緣。

    但是隨著近些年,鋰離子電池在很多領域的廣泛應用(尤其是電動汽車和大規模儲能),鋰離子電池的相關原料的價格持續飆升,尤其是碳酸鋰的價格在2017年翻了一倍,鋰離子電池的壓力與日俱增。

    地殼中鈉含量為2.75%,而鋰含量僅為0.0065%,二者有著2-3數量級的差距。從該層面來看鈉離子電池在成本上有著的得天獨厚的優勢,圖3對比了鋰離子電池和鈉離子電池的原材料的成本,可以發現對於儲存相同的能量,鈉離子電池的原料成本比鋰離子電池最便宜的磷酸鐵鋰和錳酸鋰電池還要更便宜一些。

    但是由於鈉離子電池產業化才剛剛開展,有一些公司剛剛創立不久,相關的產業化研究雖然可以藉助鋰離子電池的製造工藝,但是相關的工藝適配和最佳化仍需要進行研究。另外鈉離子電池能量密度不如鋰離子電池高,所以在應用領域,鈉離子電池更側重於能量密度不敏感的家庭儲能、電站儲能等領域。

    說了這麼多,直接的回答這個問題就是:鈉離子電池目前不會鋰離子電池造成衝擊,長久來看其定位是作為鋰離子電池的補充(尤其是大規模儲能領域)。

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