我国的电池重要应用在三大产业,即电动汽车、储能和消费电子。围绕这三个方向,尤其近几年电动汽车和储能领域发展迅速,主打是锂离子电池。相较于锂元素,钠元素在自然界广泛存在,获取也相对简单,但早期的钠离子电池原型却存在性能低下、寿命短暂的特点。现在,钠离子电池成为了一个新的有前景落地的方向。原理:在充放电过程中,Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出:充电时,Na+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。
优势:
(1)钠盐原材料储量丰富,价格低廉,采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料,原料成本降低一半;
(2)由于钠盐特性,允许使用低浓度电解液(同样浓度电解液,钠盐电导率高于锂电解液20%左右)降低成本;
(3)钠离子不与铝形成合金,负极可采用铝箔作为集流体,可以进一步降低成本8%左右,降低重量10%左右;
(4)由于钠离子电池无过放电特性,允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg,可与磷酸铁锂离子电池相媲美,但是其成本优势明显,有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。