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  • 1 # 使用者2568058079452

    鈉離子電池(Sodium-ion battery),是一種二次電池(充電電池),主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作,與鋰離子電池工作原理相似。

    正當鋰電池在全世界用量不斷下降之際,第二代手提電子學似可能有某些非鋰離子電池出現。一種潛在的取代者是鈉-離子電池,因為鈉較便宜,無毒和比鋰豐富。

    現有鈉離子電池的最大缺點是,要太長時間充電和放電。放電慢供應不了高功率的應用。一般,充/放電率和容量之間有個權衡,企圖增加充/放電率,會引起容量嚴重下降。

    2015年三月,美國化學學會期刊(Journal哦發他和Chemical Society)上出現新的研究;由雷勇(Yong Lei),他是德國理明擾技術大學的教授,為首的研究者,已在這領域內取得了重要的改進。他們證明,鈉-離子和鋰離子的充/放電率及容量都可達最高值。這重大的改進為鈉-離子電池向手提電子學應用鋪平道路。

    為了達到這重大改進,研究者考慮了鈉的一些基本性質。鈉和鋰都有類似易失去電子的傾向—根據他們所測量的電化學勢接近—表明鈉和鋰都是一種好陽極材料。但鈉離子比鋰離子約大25%,這使鈉較難進入電極的晶體結構,電極是化學反應之處,造成鈉離子運動不快。這是鈉電池充/放電慢的原因。

    研究人員不能減小鈉離子的大小,但可以改進鈉離子進入電極的效率;為此。他們採用延伸電極材料pai-共軛系統,它是一種露臺形態,包含多種廣闊空間層,形成讓鈉離子透過的快道,pai-共軛系統也改進充電輸送和穩定了充/放電狀態。正當鋰電池在全世界用量不斷下降之際,第二代手提電子學似可能有某些非鋰離子電池出現。一種潛在的取代者是鈉-離子電池,因為鈉較便宜,無毒和比鋰豐富。

    現有鈉離子電池的最大缺點是,要太長時間充電和放電。放電慢供應不了高功率的應用。一般,充/放電率和容量之間有個權衡,企圖增加充/放電率,會引起容量嚴重下降。

    2015年三月,美國化學學會期刊(Journal哦發他和Chemical Society)上出現新的研究;由雷勇(Yong Lei),他是德國理明擾技術大學的教授,為首的研究者,已在這領域內取得了重要的改進。他們證明,鈉-離子和鋰離子的充/放電率及容量都可達最高值。這重大的改進為鈉-離子電池向手提電子學應用鋪平道路。

    為了達到這重大改進,研究者考慮了鈉的一些基本性質。鈉和鋰都有類似易失去電子的傾向—根據他們所測量的電化學勢接近—表明鈉和鋰都是一種好陽極材料。但鈉離子比鋰離子約大25%,這使鈉較難進入電極的晶體結構,電極是化學反應之處,造成鈉離子運動不快。這是鈉電池充/放電慢的原因。

    研究人員不能減小鈉離子的大小,但可以改進鈉離子進入電極的效率;為此。他們採用延伸電極材料pai-共軛系統,它是一種露臺形態,包含多種廣闊空間層,形成讓鈉離子透過的快道,pai-共軛系統也改進充電輸送和穩定了充/放電狀態。

  • 2 # 優美鋼琴2a

    7月29日寧德時代釋出了一款革命性電池:15分鐘充電80%;零下20度放電不衰減。

    可能有人就問了,不就是電池嘛,怎麼就革命啦?

    大家可能知道,現在制約電動汽車發展短板之一就是充電太慢,影響長途出行,以至於有人把電動汽車說成買菜車。每到冬天,電動汽車的續航就大打折扣,有些甚至只有標稱里程的一半。而該電池則完美解決了上述問題,並且這款電池比鋰電池價格低30%,也就是說不僅解決了鋰電動車低溫衰減和充電慢的問題,還大幅度降低了成本,你說這是不是革命性電池?

    但是,這種電池並不是新鮮物,早在四五十年前就已經有人開始研究了,名字叫鈉離子電池。當年鈉電池和鋰電池是同步發展的,只不過跟鋰電池相比,鈉電池的能量密度太低,被鋰電池淘汰了。

    那為什麼寧德時代又把它當成寶貝似的推出來呢?原因有二:

    第一:資源危機

    鋰電池的主要原料是鋰,1臺電動汽車要用掉約60kg鋰,而全球已探明的鋰資源儲量只有8000萬噸,並且中國鋰資源只佔全球總量的6%,80%的鋰資源依賴進口,我們經歷了石油卡脖子數十年,可不能在新能源領域再重蹈覆轍。而且近年來鋰的價格不斷上漲,鋰電池的成本也就居高不下。

    而鈉電池就不一樣了,鈉資源太多了,鈉在地殼中的丰度達到2.75%,是鋰的400多倍。儲量豐富而且分佈廣泛,根本不受地域限制。我們每天吃的鹽都知道吧,那個就叫鈉鹽,鹽多便宜,如果鈉離子電池大規模應用,完全不用擔心鈉資源問題。

    第二:寧德時代依靠鋰電池做到全球第一,而鋰資源匱乏、鋰電池充電電慢、高低溫性不佳、安全性較差,且正在被以比亞迪為首的磷酸鐵鋰電池追趕,磷酸鐵鋰成本低,安全性好,寧德時代能不著急嗎?最終研究了一番,於是又把鈉離子電池搬了出來。

    畢竟,鈉離子電池除了能量密度低以外,其它的全是優點,比如他充電快、低溫環境下不會像鋰電池一樣衰減,而且安全性好,成本又低。那寧德時代怎麼解決他的能量密度問題呢,首先寧德時代已經把鈉離子電池的電芯能量密度提高到了160Wh/Kg,其次又把鈉電池和鋰電池組合在一起,透過BMS精準管理,取長補短,相輔相成。這種電池一旦量產,電動車的成本立馬大幅下降,必然為新能源汽車帶來一次革命性的改變

  • 3 # 小馬129692100

    鈉離子電池(Sodium-ion battery),是一種二次電池(充電電池),主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作,與鋰離子電池工作原理相似。

    中文名 鈉離子電池

    外文名 sodion battery/sodion cell

    產品特色 儲量豐富、價格低廉

    工作原理 鈉離子在正負極之間嵌脫充放電

    型別 一種二次電池(充電電池)


    工作原理

    在充放電過程中,Na+在兩個電極之間往返嵌入和脫出:充電時,Na+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極;放電時則相反。

    新款18650鈉離子電池,藉助了鈉離子轉移(而不是鋰離子)來儲存和釋放電能。


    鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽,相較於鋰鹽而言儲量更豐富,價格更低廉。由於鈉離子比鋰離子更大,所以當對重量和能量密度要求不高時,鈉離子電池是一種划算的替代品。

    與鋰離子電池相比,鈉離子電池具有的優勢有:(1)鈉鹽原材料儲量豐富,價格低廉,採用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料,原料成本降低一半;(2)由於鈉鹽特性,允許使用低濃度電解液(同樣濃度電解液,鈉鹽電導率高於鋰電解液20%左右)降低成本;(3)鈉離子不與鋁形成合金,負極可採用鋁箔作為集流體,可以進一步降低成本8%左右,降低重量10%左右;(4)由於鈉離子電池無過放電特性,允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池能量密度大於100Wh/kg,可與磷酸鐵鋰電池相媲美,但是其成本優勢明顯,有望在大規模儲能中取代傳統鉛酸電池。

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