简单来说,钠离子电池就是一种与锂离子电池相似的充电电池。
锂离子电池
众所周知,我们的生活处处围绕着锂离子电池,手机、电脑、智能手表、移动电源(充电宝)、电动汽车、电动公交车、旅游观光车、无人机以及其他各类电动工具。可以说离开了锂离子电池,人类文明将要倒退好多年。
锂离子电池在我们生活中越来越重要,但是锂元素在地壳中的含量只有0.0065%,并且70%都分布在南美洲,如果按照锂电池现在的发展速度,暂不考虑回收的话,锂电池的发展将在几十年后受到锂资源的严重限制,如果再将锂电池应用到储能市场,必将加速这一过程。
数据上已经初现端倪了,2017年,锂离子电池制造同比增长31.3%,而在2018年上半年,锂离子电池制造同比增长10.7%,而需要用到锂离子电池的新能源汽车制造,2017年同比增长51.1%,在2018年上半年,新能源汽车制造同比增长88.1%,所以寻找新的替代迫在眉睫!
为什么会选择钠
通过研究,我们可以知道要想成为好的能量载体,就要以尽可能小的体积和重量,存储和搬运更多的能量,最简单的方法就是照着元素周期表,找锂元素附近的有相似性质的元素作为替代。
回顾初中时学过元素周期表,离锂最近的是氢、铍和钠。
氢元素作为燃料电池的研究已较为成熟,铍更是稀缺的稀有资源很明显更不适用,接着就是钠。钠资源非常丰富,其在地壳中的丰富度位于第6位,更重要的是钠分布于全球各地,完全不受资源和地域的限制,最直接的就是海水中存在大量的NACL,或者换一个称呼,我们叫做盐。
其实钠离子电池的概念起步并不晚,上个世纪80年代就有人提出钠电池的概念,与锂电池几乎同时起步,然而到了90年代,由于钠离子电池能量密度要低于锂离子电池,渐渐淡出人们的视野。直到21世纪初,锂电池发展规模健全后,钠电池的研究才又回到人们的视野。
近年来,与钠离子电池有关的文章发表数增长飞速,与钠离子电池相关的研究也是如火如荼的进行着,依托钠电池技术生长的公司更是如同雨后春笋般,可见钠离子电池商业化临近。
这次回归,来势汹汹
钠电池可以运用到哪些场景
钠离子电池的能量密度低于锂离子电池,所以暂时只适用于低速交通工具,如电动车、物流车、农具车等,以及大规模储能,如家庭储能,风力电站、太阳能电站等。
中科海钠钠离子电池示范车
钠电池未来可能会逐步取代,市面上用于低速交通工具的铅酸电池。至于铅酸电池是什么,咱们下次再讲。
但是,科学家们还会继续深入研究,再经过不断的改良和发展,钠离子电池将会以更多的姿态走进我们的生活。