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十幾分鐘充好電,鈉離子電池來了!

曹瀾
2021年09月08日10:03 | 來源:人民網
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7月15日,國家發展改革委、國家能源局正式發布關於加快推動新型儲能發展的指導意見。兩部委指導意見明確,要堅持儲能技術多元化,加快鈉離子電池等技術開展規模化試驗示范。

什麼是鈉離子電池?

鈉離子電池是一種電化學充電電池,其工作原理與鋰離子電池相似,但鈉離子電池所使用的電極材料主要是鈉鹽。化學電池要完成充放電的任務,需要電解液來提供工作場所,充當離子在兩極間往返的媒介。鈉離子電池就像一個“搬運工”,載著兩極釋放出的鈉離子們在正負極之間往返,從而保証電池在完成充電放電的同時,基本的化學結構不會被破壞。

鈉離子電池用途多

鈉離子相對鋰離子而言半徑較大,若想保持原先的電池體積,鈉離子電池在能量密度上就吃了虧。由於這一缺陷,鈉離子電池不適合運用於中高端電動汽車等對能量密度要求較高的領域,但在日常代步方面,鈉離子電池可以在十幾分鐘內充好電,這一成績遠遠好於磷酸鐵鋰、三元鋰電池的表現。

除了用於低速電動交通工具以及家庭儲能之外,鈉離子電池還可廣泛應用於大數據中心、電網儲能、5G通信基站等大規模儲能系統之中。自然風力發電無法滿足電力系統要求的高穩定性,這就使得風電不能直接接入電網,而是需要一個大型電池組作為風電“緩沖區”。面臨如此龐大的電池需求量,造價低廉的鈉離子電池無疑極富競爭力。

鈉離子電池優勢多

相對於鋰離子電池而言,鈉離子電池具有幾大顯著優勢。

1.成本低廉。鈉鹽儲量豐富、成本低廉,還能夠使用濃度更低的電解液。相關研究表明,鈉離子電池的原材料成本約為0.25元/Wh,僅為磷酸鐵鋰電池成本的50%~60%。

2.安全穩定。每到寒冷的冬日,手機中的鋰電池隨時可能因低溫而“罷工”。而鈉離子電池不僅能夠在十幾分鐘內充滿電,在低至-30℃、高至80℃的環境中仍然保有良好的放電特性,即使經過針刺、擠壓等極端實驗也不會燃燒爆炸。

當然,但由於鈉離子半徑較大,它也有能量密度較低、續航能力差等缺陷,至於這些缺點能否在未來電池的研發中得到進一步突破,我們拭目以待。

指導老師:中國傳媒大學副教授於晗

專家:北京工業大學物理學研究員 王雯宇

(責編:宋文珍、楊鴻光)

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