新材料讓鈉離子電池壽命可媲美鋰電池
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-25 00:05
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鋰離子電池雖已用于人們生活的方方面面，但科學(xué)家一直認(rèn)為，在大規(guī)模能量存儲方面，鈉離子電池比鋰離子電池更安全，成本更低，但因壽命短，短期內(nèi)無法應(yīng)用。日前，中美科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)出一種新型結(jié)構(gòu)的硫化銻基負(fù)極材料，使硫化銻基鈉離子電池由以前的不超過500個循環(huán)提升到900個循環(huán)，壽命幾乎可媲美鋰電池，且比容量是鋰離子電池負(fù)極材料（石墨）容量的1.5倍。相關(guān)成果發(fā)表在納米領(lǐng)域頂尖雜志《ACS納米》上。
論文第一作者，華南理工大學(xué)環(huán)境和能源學(xué)院副教授熊訓(xùn)輝接受科技日報記者采訪時表示，鈉離子電池工作原理與鋰離子電池類似，都是利用離子在正負(fù)極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電。但前者因鈉資源豐富而成本更低，且因其電壓平臺高，安全性更高。不過，由于現(xiàn)有鈉離子電極材料性能不理想，從上世紀(jì)80年代至今，尋找合適的電極材料一直是鈉離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。
熊訓(xùn)輝和美國佐治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院教授劉美林等開發(fā)出一種簡單的方法，即商業(yè)硫化銻與氧化石墨烯于硫化鈉溶液后混合，再通過控制結(jié)晶和燒結(jié)制備改性石墨烯與納米硫化銻的復(fù)合材料。該材料和鈉片組裝成半電池時，在快速充放電（充放電40分鐘左右完成）900個循環(huán)后容量保持率仍高達(dá)83%。
研究人員通過理論計算證明，改性后的石墨烯對硫化銻以及其放電產(chǎn)物具有更好的固定作用，能更有效穩(wěn)定材料的結(jié)構(gòu)以及防止活性物質(zhì)從石墨烯上脫落。與已有報道相比，該復(fù)合材料具有鈉離子電池銻基負(fù)極材料最好的循環(huán)性能，使鈉離子電池實現(xiàn)應(yīng)用邁近了一大步。
三元鋰電池的壽命，一般是用電池循環(huán)使用次數(shù)來進(jìn)行衡量。國家對于電池壽命有一些法律法規(guī)要求，即當(dāng)動力電池容量衰減到80%以下時，就需要進(jìn)行強(qiáng)制回收，繼續(xù)梯次利用。
同時對于動力電池電芯循環(huán)使用壽命，國家強(qiáng)制要求必須要在1000次以上，而對于整一個動力電池的PACK，磷酸鐵鋰一般可以做到2000次，而三元鋰電池，平均水平是在500-1000次，做得好的，則可以達(dá)到1000次以上。
新能源汽車三元鋰電池真正壽命
考慮電池能量密度，三元鋰電池相對于磷酸鐵鋰電池要有明顯的優(yōu)勢，三元鋰電池的平均水平可以做到140Wh/kg，而磷酸鐵鋰的平均水平則為120 Wh/kg，下面，我們就重點針對三元鋰電池的使用壽命，以比亞迪元EV360為例，給大家做一個簡單分析：
比亞迪元EV360：電池容量42度，工信部公布的NEDC綜合工況續(xù)駛里程為305公里，假設(shè)一周行駛里程為610公里，則簡單換算，需要深度充放2次，即充84度電。
一年以52周計算，則一年需要充104次，如果假設(shè)比亞迪元循壞使用壽命為1000次（具體次數(shù)可以咨詢比亞迪廠家），則按照我們設(shè)定的使用條件，基本上，用車壽命為10年。
新能源汽車三元鋰電池真正壽命附加說明-影響壽命的其他因素分析
動力電池的壽命還和我們的用車習(xí)慣，外部環(huán)境溫度，充電習(xí)慣等有直接的關(guān)系。
下圖是特斯拉電池循環(huán)使用壽命和溫度與不同放電深度的關(guān)系曲線，大家可以做一個參考。
新能源汽車三元鋰電池真正壽命
新能源主機(jī)廠動力電池質(zhì)保
對于動力電池的質(zhì)保，國家強(qiáng)制規(guī)定，主機(jī)廠必須提供年或者12萬公里，下圖是小編整理的，比亞迪/廣汽傳祺和上汽榮威的三包政策，其中關(guān)于動力電池的質(zhì)保政策如下所示：
比亞迪：動力電池的電芯是實行終身保修的，動力電池（不含啟動型磷酸鐵鋰電池）電芯以外元器件則實行8年或者15萬公里。
