鈉離子電池可能取代鋰電池的原因有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2020-04-01 11:15
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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，它們的化學性質相似，因此理論上鈉也可以像鋰一樣用來做電池。當然了，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需要幾萬元；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，鈉電池與鋰電池相比的一個突出優(yōu)點就是便宜，這對于產業(yè)化來說是一個非常核心的優(yōu)勢。因為產業(yè)界最關心的是成本。
當然，成本優(yōu)勢不等于技術優(yōu)勢，關鍵還要看鈉是不是真的可以做電池。電池的正極材料、負極材料、電解液是三個基本的組成部分，這些對鈉電池來說都沒有原則性的困難。所以鈉電池是可以存在的。以鈉離子電池的負極材料為例，可以做負極的材料有很多種，研究的比較多的主要是硬碳材料。雖然硬碳的儲鈉機理目前還沒有定論，而且不同的人做出的電池負極性能差異比較大，但這只是工藝問題，總有一天能做到標準化的。
實際上，鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池沒有太大的差別，利用的是鈉離子在正負極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電。充電時，鈉離子從正極脫出經過電解質嵌入負極，同時電子補償電荷經外電路供給到負極，保證正負極電荷平衡。放電時則相反，鈉離子從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極。在正常的充放電情況下，鈉離子在正負極間的嵌入脫出不應該破壞電極材料的基本化學結構（當然在實際情況下可能會產生一定的記憶效應，也可能導致電極材料的老化）。
