聊一聊被忽略的鈉離子電池

　　早在20世紀80年代，鈉離子電池和鋰離子電池就已經(jīng)被研究，隨著(zhù)鋰離子電池的成功商業(yè)化，鈉離子電池的研究逐漸放緩。目前，鋰離子電池可謂“風(fēng)頭正勁”，但隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)、智能電網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，鋰離子電池的大規模發(fā)展會(huì )受到鋰資源短缺的瓶頸制約。

　　鈉離子電池的工作原理與鋰離子相似，充電時(shí)，Na+從正極材料中脫出，經(jīng)過(guò)電解液嵌入負極材料，同時(shí)電子通過(guò)外電路轉移到負極，保持電荷平衡;放電時(shí)則相反。與鋰離子電池相比，鈉離子電池的優(yōu)勢就是資源豐富——鈉資源約占地殼元素儲量的2.64%，而且價(jià)格低廉，分布廣泛。然而，鈉離子電池技術(shù)門(mén)檻比鋰電等技術(shù)要高，其核心材料、組裝工藝等，并非技術(shù)的簡(jiǎn)單移植就能實(shí)現，因此，進(jìn)行深入研究的企業(yè)和機構比較少，鈉離子電池也沒(méi)有大規模推廣開(kāi)來(lái)。此外，鈉離子電池在性能方面還有一些不足，比如在體積比能量、比功率方面，未來(lái)還有繼續提升的空間。

　　鈉離子電池的研發(fā)，近幾年也陸續取得不錯的成績(jì)。2015年底，法國一支研究團隊在可充電電池材料上取得了一項重大進(jìn)步，首次開(kāi)發(fā)出了業(yè)界標準的18650規格的鈉離子電池。2015年，中國科學(xué)院物理研究所博士生李云明、研究員胡勇勝等在鈉離子電池碳基負極材料上取得了突破，采用成本更加低廉的無(wú)煙煤作為前驅體，通過(guò)簡(jiǎn)單的粉碎和一步碳化得到了一種具有優(yōu)異儲鈉性能的碳負極材料。

　　據了解，鈉離子電池穩定性強，安全性高，使用壽命長(cháng)，應用范圍廣泛，原材料易獲得，廢品回收工藝簡(jiǎn)單且無(wú)污染。低成本鈉離子電池的開(kāi)發(fā)成功有望應用于低速電動(dòng)車(chē)，實(shí)現低速電動(dòng)車(chē)的無(wú)鉛化。在國外，鈉離子電池主要應用于對安全性要求較高的領(lǐng)域，比如公交系統、通訊基站、家庭儲能和電網(wǎng)儲能等。

　　隨著(zhù)電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，國內外相關(guān)機構、企業(yè)不斷研發(fā)新技術(shù)，欲在產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前占領(lǐng)制高點(diǎn)。

　　據海外媒體報道，豐田新開(kāi)發(fā)的鈉離子技術(shù)可有效提升電動(dòng)車(chē)的續航里程——最大可達到驚人的1000公里(620英里)，而且價(jià)位更低。豐田新電池是使用了鈉基化合物作為正極的鈉離子電池，電池產(chǎn)生的電壓高出鋰離子電池30%。豐田為在2020年前后投入實(shí)際應用，正加快推進(jìn)研究。據相關(guān)報告稱(chēng)，該電池一旦商業(yè)化，價(jià)格會(huì )比傳統鋰電池更低。

　　比克電池也曾透露，其對鈉離子電池的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入中試階段，針對鈉離子電池能量密度偏低的問(wèn)題不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，以降低人們的用車(chē)成本。

　　2017年1月18日，超威集團與美國通用電氣公司(General Electric Company，簡(jiǎn)稱(chēng)“GE”)在浙江長(cháng)興舉行Durathon鈉鹽電池合資合作項目簽約儀式。雙方結合各自的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)優(yōu)勢，共同創(chuàng )建合資公司，拓展鈉鹽電池的應用領(lǐng)域，邁出搶灘國內儲能市場(chǎng)的關(guān)鍵性一步。經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，Durathon鈉鹽電池技術(shù)實(shí)現了商業(yè)化，它具有產(chǎn)品性質(zhì)穩定、安全性高(不會(huì )燃燒或爆炸)、能量密度大、使用壽命長(cháng)的特性。目前，GE已經(jīng)在全球25個(gè)國家，建成了太陽(yáng)能、風(fēng)電組合、峰值管理、通訊基站等儲能項目。

　　在動(dòng)力電池市場(chǎng)，不同的技術(shù)路線(xiàn)在同時(shí)發(fā)展，不同技術(shù)路線(xiàn)的電池都有屬于自己特定的細分市場(chǎng)，鈉離子電池未來(lái)在公交系統和低速電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域或會(huì )得到一定的應用。當前，能源領(lǐng)域正處于一場(chǎng)巨大的變革中，尤其隨著(zhù)我國電力體制改革不斷深化，能源互聯(lián)網(wǎng)興起以及電力供需矛盾增加、棄風(fēng)棄光問(wèn)題凸顯等，儲能在未來(lái)電力系統中將扮演不可或缺的角色。鈉離子電池在儲能領(lǐng)域的可再生能源消納、分布式儲能電站、削峰填谷等領(lǐng)域的應用價(jià)值受到越來(lái)越多的重視，隨著(zhù)鈉離子電池研發(fā)技術(shù)的進(jìn)步以及工序成本的降低，其未來(lái)市場(chǎng)值得期待。