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钠离子电池与锂离子电池哪个更好?

钠离子电池与锂离子电池哪个更好?

发布人: 发布时间:2021-09-27 浏览次数:215

近日“钠离子电池”(Sodium-ion  battery)的消息再次进入我们的视野,在电池行业掀起又一波热潮。有人说钠电池是未来的希望,也有人说这是技术骗局。到底是怎么回事?钠电池会取代现有的锂离子和锂聚合物电池吗,钠离子与锂离子电池哪个更好呢,今天跟小编一起了解一下吧!

格瑞普锂电池

什么是钠离子电池?

早在80年代,钠离子电池的研究就已经开始。早期设计开发的电极材料,如MoS2、TiS2、NaxMO2等,电化学性能较差,发展十分缓慢。

钠离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正负极之间的运动来工作,类似于锂离子电池的工作原理。

刚才说了,钠电池和锂电池这两年都没有发现。可以说这两种电池在1980年代同样流行,但由于种种原因,钠电池逐渐淡出。提高人们的视力。

在元素周期表中,钠和锂是同族中最接近的金属元素,它们的化学性质非常相似。电池最外层使用的电子数量完全相同。锂离子电池和钠离子电池在充放电反应中的承载能力也是一致的。

为什么“钠电池”从直销中消失了?是因为技术不成熟吗?

事实上,事实并非如此。钠电池的技术原理早已成熟,当时形成了完整的体系。这两种电池技术都使用金属离子作为电荷载体。在这个转移过程中,电荷携带着金属离子,在正负极之间转移,实现电池的充放电。从两者的传输效率来看,由于充放电反应携带的电量相同,所以传输效率也相同。

钠电池的优点

钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐,比锂资源丰富,价格也便宜。由于钠离子比锂离子大,当重量和能量密度要求不高时,钠离子电池是一种经济高效的替代品。与锂离子电池相比,钠离子电池具有以下优点:

1、钠盐原料储备丰富,价格低廉。与锂离子电池三元正极材料相比,采用铁锰镍基正极材料,原材料成本降低一半;

2、由于钠盐的特性,允许使用低浓度电解液(同样浓度的电解液,钠盐的电导率比锂电解液高20%左右),降低成本;

3、钠离子不与铝形成合金,可采用铝箔作为负极集流体,可进一步降低成本8%左右,重量减轻10%左右;

4、由于钠离子电池没有过放电特性,所以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,可与磷酸铁锂电池相媲美,但成本优势明显,有望在大规模储能中替代传统铅酸电池。

目前,新能源汽车的主要成本来源之一是电池。钠离子电池的几个优点与成本有关。可以看出,未来有望降低新能源汽车整体成本,但其劣势也非常明显:能量密度低。

能量密度:钠电池与锂电池对比

就钠离子和锂离子的体积和质量而言,在相同重量下,钠离子的体积是锂离子的三倍以上,即钠离子的直径更大,能量密度远低于锂电池。

从我们在网上看到的数据来看,目前钠离子电池的能量密度在80~100Wh/kg左右。2017年研制出150Wh/kg钠离子电池。近期采用了各种空间压缩方案,针对新能源汽车方案的钠锂电池串并联混合设计,成功将电池能量密度拯救到160Wh/kg左右。老实说,它可以与磷酸相提并论。磷酸铁锂电池(LiFePO4)具有可比性,有望在储能领域取代铅酸电池市场。

尽管如此,锂离子电池可以比钠离子电池具有更高的能量密度,并且更小、更轻。这就是钠电池本质上不如锂电池的地方。

锂聚合物电池的优点

1、能量密度:相比之下,格瑞普的锂聚合物电池单次能量密度达到了268Wh/kg,其三元锂电池(NMC811)达到了275Wh/kg。次数达到了500次的水平。

2、超快充电技术:在钠电池的技术突破方面,在充电方面,钠离子电池在常温下仅需15分钟即可充电至80%以上。以目前格瑞普的锂电池技术,聚合物锂电池也可以达到高达5C的超快充电水平,与钠电池的充电时间不一样,而高倍率磷酸铁锂电池则可以约 20 分钟即可充满电。超过80%根本不是问题。

3、形状自由度:此外,软包层压工艺制成的聚合物锂电池在重量、形状和尺寸方面具有优势。例如,形状可以制成各种形状。它也被称为“异形电池”。)”。

格瑞普异形电池

从目前的市场情况来看,钠电池的实际应用远不如锂电池,而且由于市场导向,钠电池落后于锂电池,缺乏成熟的产业链。初始成本远高于锂电池。

结论:钠离子电池与锂离子电池哪个更好

对比这些优点和缺点,钠电池确实有着巨大的市场,而且随着新能源汽车和储能行业的普及,有望取代传统的铅酸电池市场。钴、镍、碳酸锂价格不断上涨。在不断上涨的市场行情下,钠盐可以说是一大优势。但我们不能否定锂电池的特点和优势。至少在未来30到50年,锂电池可能仍然是无人机、智能穿戴、医疗和工业等行业的主流电池之一。

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