重大突破!新型钠基电池有望取代锂电池
来源：存能电气 日期：2019-04-19 09:52 浏览量：次
重大突破!新型钠基电池有望取代锂电池。据科研调查，钠基电池和钾基电池有望替代传统的锂电池。科学家研发出了一种新型钠离子电池阴极材料。该材料拥有高电池容量且循环寿命长，有望取代因资源储量有限而价格高昂的锂电池。
新型钠基电池有望取代锂电池
钠基电池是钠与一种叫做肌醇的化合物结合在一起的一种电池。2017年10月，由斯坦福大学的研究人员开发出来。钠离子电池中，钠离子可附着在肌醇上，而肌醇是一种常见的化合物，可从米糠或玉米加工过程中的液体副产物中提取。钠离子和肌醇的新结合显著改善钠基电池的离子循环，使离子能更有效地从阴极移动穿过电解质到磷阳极，继而产生更强的电流。
这种新型电池里的钠与一种叫做肌醇的化合物结合在一起，这是一种在家用产品中常见的有机化合物，包括婴儿配方奶粉。正如钠的含量比锂要丰富得多，米糠醇很容易从米糠中提炼出来，也可以在玉米加工过程中产生的副产品中找到。这将有助于确保材料收集具有成本效益。
这种新型的材料使用了全新的思路，大大提升了钠离子电池的性能—其循环电池容量达到了484mAh/g，阴极能量密度更是高达726Wh/kg。更加令人瞩目的是，由于地球上钠的储量极为丰富，钠离子电池阴极材料开采、生产成本仅为锂电池的1/100，从而将钠离子电池的整体成本控制到锂离子电池的80%左右。这一突破性的技术进展，让人类在大规模能源储存的道路上再一次迈出坚实的一步。
新能源汽车的技术核心在锂电池，不过现在有一种钠基电池，可以用更低的价格存储和最新锂电池一样的能量。材料价格占据电池价格的四分之一，锂的成本高达15000美元/吨，而钠只要150美元/吨。
钠基和钾基电池面临的最大障碍之一是它们会更快地衰变和退化，且能量密度比锂电池更低。但情况并非总是如此。研究人员在研究了锂离子、钠离子和钾离子与硫化铁粒子的反应时发现：钠和钾与硫化铁在反应过程中更加稳定，这表明基于钠或钾的电池寿命可能比预期长得多。
随着全球对锂电池的需求不断增加，锂矿的开采供不应求，价格也水涨船高。随着储量的消耗，其价格可能进一步攀升。为了满足现有的锂电池产量需求，世界范围内各个矿场的产能都已经被逼到了极限，再增加产能十分困难。更不用说，加速开采还会让这些有限的矿产资源提前耗尽，从而进一步推高价格。
与锂资源相比，地球上的钠资源储量简直丰富到“不可能被耗尽”：从浩瀚的大海里，到每家每户的餐桌上，到处都有氯化钠——食盐的身影。与锂离子电池材料每吨高达15,000美元的价格相比，如果用钠离子作为电极材料，其每吨成本将只有150美元，便宜足有100倍之多。
随着电池技术的进步，有越来越多的电动汽车出现在人们的视界中，这也引发了人们的担忧：可能会导致金属锂电池的供应出现枯竭。所以虽然目前钠基和钾基电池的能量密度并不高，但它们在地壳中的含量比锂元素丰富1000倍，这对于大规模的储能，如家庭或电网的备用电源来说是很重要的。
去年，斯坦福大学的科学家成功地开发了钠基电池，据海外华人新闻报道。电池可以储存与锂电池相同的电量，其制造成本远远低于锂电池，或者它可以代替锂电池。尽管价格优势明显，但是钠基电池的研发还有很长的路。
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