與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有哪些優(yōu)點(diǎn)？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-07 22:14
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鈉離子電池與鋰離子電池的比較。鋰離子電池本身也開始面臨增長(zhǎng)的極限，尤其是隨著預(yù)期壽命和能量密度的增加，因此對(duì)替代技術(shù)的需求是很自然的。鈉資源豐富，開發(fā)成本僅為鋰的1%，因此鈉離子電池的研究與開發(fā)成為研究人員的熱點(diǎn)。
鋰離子電池。JPG
鈉離子電池與鋰離子電池的比較
科學(xué)家們一直在尋找鋰離子電池的替代品，現(xiàn)在鈉離子電池是一個(gè)有前途的新方向。鋰離子電池現(xiàn)在可能很流行，但在大肆宣傳的背后，一場(chǎng)危機(jī)正在醞釀之中，而它們的堂兄弟——鈉，正蓄勢(shì)待發(fā)。
鈉離子電池:鈉離子電池是一種二次電池(可充電電池)，它依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間的運(yùn)動(dòng)，類似于鋰離子電池的工作原理。在充放電過程中，鈉離子在兩個(gè)電極之間來回插入和排出。充電時(shí)，鈉離子從正極脫離，通過電解液嵌入負(fù)極。當(dāng)卸貨時(shí)，情況正好相反。
鈉離子電池的主要特點(diǎn)是用鈉離子代替昂貴的鋰離子，因此需要對(duì)正極材料、負(fù)極材料和電解液進(jìn)行相應(yīng)的改變以適應(yīng)鈉離子電池。與鋰相比，鈉在地殼中含量豐富，獲取鈉元素的方法簡(jiǎn)單。因此，與鋰離子電池相比，鈉離子電池在成本上更有優(yōu)勢(shì)。
鈉離子電池的最大困難是找一個(gè)穩(wěn)定的鈉離子電池陰極材料,傳統(tǒng)的鋰離子電池陰極材料,石墨,可以結(jié)合Li LiC6結(jié)構(gòu)化合物的形成,理論具體的容量是372 mah / g,但石墨只能鈉離子存儲(chǔ)非常有限,這可能是由于Na將首先在石墨表面形成涂層,而不是石墨形成的化合物。
鈉離子電池比鋰離子電池的能量密度,但是因?yàn)镹a資源豐富,而且非常容易,加上碳酸鋰的價(jià)格很高,所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,鈉離子電池仍有非常廣闊的應(yīng)用前景,在一些領(lǐng)域的能量密度的要求不高,能量?jī)?chǔ)存,如電網(wǎng)調(diào)峰、風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能等方面也有廣闊的應(yīng)用前景。
與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有以下優(yōu)點(diǎn)
首先，與鋰相比，鈉具有相似的物理化學(xué)性質(zhì)，儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉。
第二，原則上，鈉離子電池的充電時(shí)間可以減少到鋰離子電池的五分之一。
第三，由于鈉鹽的特點(diǎn)，允許使用低濃度的電解質(zhì)，可以降低成本;
第四，鈉離子不與鋁形成合金，負(fù)極可以使用鋁箔作為收集液，可以降低成本和電池重量。
據(jù)了解，目前鈉離子電池的能量密度只能達(dá)到120瓦時(shí)/公斤。因此，在能量密度方面，鈉離子電池?zé)o法與鋰離子電池相比，因?yàn)殇囯姵氐哪芰棵芏瘸^300瓦時(shí)/公斤。
從能量密度的角度來看,目前的鈉離子電池只能幫助不到一半的鋰電池,因此,鈉離子電池只能用于低速電動(dòng)汽車、電動(dòng)船、家庭能源存儲(chǔ)和能量密度較低的其他領(lǐng)域需求,目前不能用于制造高速電動(dòng)汽車。
鋰電池和鈉電池有很大的區(qū)別
1. 電池內(nèi)部不同的載流子。鋰離子電池的充放電是通過鋰離子在正極和負(fù)極之間的移動(dòng)和轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)的，而鈉離子電池則是通過鈉離子在正極和負(fù)極之間的嵌入和噴射來實(shí)現(xiàn)的。
2. 兩者的離子半徑不同，導(dǎo)致鈉離子電池的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋰離子電池;鋰離子的負(fù)極可以使石墨化，而鈉離子則很難在石墨中失活/嵌入，容量很小;其他碳材料的最大處理能力約為300毫安;正極離子的容量非常小，只有一百毫安多一點(diǎn);鈉離子在正負(fù)電極上的嵌入/去嵌入阻力很大，這是由于鈉離子的半徑較大?？赡嫘圆?，失去了不可逆能力。
