與鋰離子電池相比,工作原理非常接近的“鈉離子電池”的商業(yè)化晚了20年左右,但碳酸鋰價(jià)格高企,不斷壓縮中下游盈利空間,尋找可替代方案迫在眉睫。業(yè)界認(rèn)為,鈉離子電池完全能夠憑借鈉資源的低成本優(yōu)勢有望在未來規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛的應(yīng)用——通過發(fā)展鈉離子電池技術(shù),將會(huì)有效彌補(bǔ)風(fēng)電、光伏發(fā)電的波動(dòng)性、不穩(wěn)定性問題,促進(jìn)能源系統(tǒng)的多元化與低碳化發(fā)展。
另外,其作為新型電池路線發(fā)展的規(guī)劃目前已被政府寫入多個(gè)政府文件,如2023年1月工信部等六部門印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,就明確提出要加快研發(fā)鈉離子電池等新型電池。
鈉離子電池發(fā)展關(guān)鍵
鈉離子電池整體結(jié)構(gòu)與鋰離子電池一樣,由正極、負(fù)極、電解液和隔膜組成。但鈉離子電池的正極材料成本更為低廉,生產(chǎn)方式也可以借鑒鋰離子電池電極材料的生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)低成本規(guī)?;a(chǎn)。
但作為限制鈉離子電池能量密度的關(guān)鍵部分,正極材料的能量密度和循環(huán)壽命一直備受廣大科研工作者的關(guān)注。查閱以往文獻(xiàn),可知:典型的層狀氧化物正極材料在實(shí)際應(yīng)用過程中一直面臨著鈉空位有序和大體積相變的基礎(chǔ)科學(xué)問題;普魯士藍(lán)類材料結(jié)構(gòu)缺陷多,晶格水含量高,對(duì)電化學(xué)性能容易產(chǎn)生不利影響;聚陰離子類材料本征電子電導(dǎo)率偏低等。另外負(fù)極材料的最佳選擇“硬碳”也具有首次庫侖效率(ICE)低、倍率性能差等問題。
普魯士藍(lán)類材料
不過隨著對(duì)鈉離子電池重視程度的提高,科學(xué)家在鈉離子電池關(guān)鍵材料的研究上正不斷取得進(jìn)展。
原標(biāo)題:“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下的鈉離子電池技術(shù)進(jìn)展