鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：2253次 | 2023年02月02日
鈉離子電池與鋰離子電池的比較
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對(duì)著上升的極限，尤其是使用壽命與能量密度的提高越來越困難，所以尋找新的替代技術(shù)有了天然的需求。鈉資源豐富，開采費(fèi)用僅為鋰的百分之一，因而鈉離子電池的研發(fā)成為科研人員爭(zhēng)相開發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
鈉離子電池與鋰離子電池的比較
在尋找鋰離子電池替代品方面,科學(xué)家們一直在努力,現(xiàn)在,鈉離子電池成為一個(gè)新的有前景落地的方向。鋰離子電池現(xiàn)在可謂是風(fēng)頭正勁，集萬千寵愛于一身，但是在這熱鬧之下，一場(chǎng)危機(jī)正在醞釀，鋰離子電池的近親——鈉離子電池正在醞釀奪權(quán)。
鈉離子電池：鈉離子電池是一種二次電池（充電電池），重要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作，與鋰離子電池工作原理相似。在充放電過程中，Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫出：充電時(shí)，Na+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極；放電時(shí)則相反。
鈉離子電池最重要的特點(diǎn)就是利用Na+代替了價(jià)格昂貴的Li+，因此正極材料、負(fù)極材料和電解液等都要做相應(yīng)的改變，適應(yīng)Na離子電池。相比于鋰元素，鈉元素在地殼中的儲(chǔ)藏量十分豐富，獲得Na元素的方法也十分簡(jiǎn)單，因此相比于鋰離子電池，鈉離子電池在成本上將更加具有優(yōu)勢(shì)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前鈉離子電池最大的難點(diǎn)是尋找一款穩(wěn)定的鈉離子電池負(fù)極材料，傳統(tǒng)的鋰離子電池負(fù)極材料——石墨，能夠與Li結(jié)合，形成LiC6結(jié)構(gòu)的化合物，理論比容量為372mAh/g，但是石墨僅能儲(chǔ)存十分有限的Na離子，這可能是由于Na會(huì)首先在石墨表面形成鍍層，而不是與石墨形成化合物。
鈉離子電池雖然能量密度不及鋰離子電池，但是由于Na資源豐富，且十分容易獲得，加之目前碳酸鋰價(jià)格高漲，因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，Na離子電池仍然具有十分廣泛的應(yīng)用前景，在一些對(duì)能量密度要求不高的領(lǐng)域，例如電網(wǎng)儲(chǔ)能、調(diào)峰，風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能等方面還是具有應(yīng)用前景的。
與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有下列優(yōu)勢(shì)
首先，與鋰相比，鈉具有相似的理化性質(zhì)，且儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉；
其次，原理上，鈉離子電池的充電時(shí)間可以縮短到鋰離子電池的1/5；
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
第三，由于鈉鹽特性，允許使用低濃度電解液，可降低成本；
第四，鈉離子不與鋁形成合金，負(fù)極可采用鋁箔作為集流體，可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。所以，在能量密度這一技術(shù)指標(biāo)上，鈉離子電池還不能與鋰離子電池相提并論，因?yàn)殇囯x子電池的能量密度300瓦時(shí)/公斤以上。
從能量密度的角度來說，現(xiàn)在的鈉離子電池只能達(dá)到鋰離子電池的一半以下，因此鈉離子電池目前只能用在低速電動(dòng)汽車、電動(dòng)船、家庭儲(chǔ)能等對(duì)能量密度要求較低的領(lǐng)域，目前還不能用鈉電池做出高速電動(dòng)汽車。
鋰離子電池和鈉電池的差別重要有
1、電池內(nèi)部電荷載體的不同，鋰離子電池是通過鋰離子在正負(fù)極之間移動(dòng)、轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)充放電的，而鈉離子電池則是由鈉離子在正負(fù)極之間的嵌入、脫出實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移的，其實(shí)二者的工作原理是相同的。
2、兩者離子半徑不同，這半徑差別導(dǎo)致鈉離子電池的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及鋰離子電池；鋰離子的負(fù)極可以使石墨，但是鈉離子幾乎不能再石墨中脫嵌/嵌入，容量很??；其他碳材料經(jīng)過處理最多可以達(dá)到差不多300多毫安時(shí)；離子在正極中的容量很小，只有一百多毫安時(shí)；鈉離子在正負(fù)極中嵌入/脫嵌阻力很大，源于半徑大；可逆性差，不可逆容量損失大。
鈉離子電池是未來儲(chǔ)能電池的重要發(fā)展方向之一。隨著鈉離子研發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鈉離子電池的商業(yè)化進(jìn)程會(huì)不斷加快，也許提前布局這一領(lǐng)域有望在新能源電池領(lǐng)域搶得先機(jī)。當(dāng)然現(xiàn)在說鈉離子電池取代鋰離子電池似乎為時(shí)尚早。
因此，仍有諸多問題亟待解決，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高安全性、低成本、高能量、高功率密度和長(zhǎng)壽命的目標(biāo)，方能實(shí)現(xiàn)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化。
