鈉離子電池未來會取代鋰離子電池嗎?兩者之間有何異同

來源：存能電氣  日期：2020-04-03 10:49  瀏覽量：次

鈉離子電池未來會取代鋰離子電池嗎？兩者之間有何異同？隨著能源危機的日益嚴重，鋰離子電池和鈉離子電池等新型儲能電池越來越受到關注。和傳統鉛酸電池、鎳鎘電池相比，鋰離子電池和鈉離子電池均具有循環壽命長、可逆儲存能量高、對環境友好、無毒無污染等優點。但是由于鋰資源是一種相對稀缺的資源，因此面對節節攀升的碳酸鋰價格，使得人們再次關注鈉離子電池。

鈉離子電池能否取代鋰離子電池

鈉離子電池優勢

1.豐富的鈉資源

ESS應用需要大規模生產電池。電池成本使得ESS在可再生能源和智能電網中的應用至關重要，具有成本效益的電池技術是首選。電池成本主要取決于所選擇的電極材料，有機電解質和隔膜。正極材料約占電池總成本的三分之一，其成本在整個電池成本中起關鍵作用。

2.鈉離子電池的成本

鈉離子電池的成本低于鋰離子電池，但無論是鋰離子電池還是鈉離子電池，其中正極材料的成本所占比例最高，因此，應廣泛研究的鈉離子電池正極材料，以便于尋求更加節儉的材料。

鋰離子電池優勢

1、鋰離子電池技術成熟

鈉離子電池與鋰離子電池具有相似的工作原理，但鋰離子電池的發展相對較為成熟。目前，借鑒鋰離子電池正極的相關經驗來制備相應的鈉離子電池正極材料成為一種主要研究方法，并在一定程度上展現了較好的電池性能。

2、鋰離子電池能量密度高

近年來，隨著多種新型電極材料被應用，大大提升鋰離子電池的能量密度、循環使用壽命和穩定性等關鍵性能。另外，鋰離子電池的制造工藝也取得多項技術突破。日本新型耐高溫全固態鋰離子電池，在150℃的高溫環境中仍具備良好的導電性能，此項技術擴大鋰離子電池的應用范圍。

鈉離子電池與鋰離子電池的異同

①儲能機理

鈉離子電池和鋰離子電池具有相同的搖椅式的儲能機理，對于鈉離子電池來說，在充電時鈉離子從正極材料中脫出，通過電解液穿過表面鈍化膜嵌入到負極材料中；而在放電時，鈉離子從負極材料經過電解液穿過表面鈍化膜，進入正極材料。

②負極材料

目前鈉離子和鋰離子電池的負極材料主要有硬碳、合金、鈦化合物等第五族元素等，這些材料能對鈉離子/鋰離子的脫嵌起支撐結構，但同時又不可避免的給材料帶來了體積變化，這就需要進一步優化其負極材料。

據悉，從資源和成本的角度出發，鈉離子電池被認為是人類目前最有可能用作大規模儲能的電池體系。對于鈉離子電池的開發，現在美國，英國，日本等各國都處于小試階段，真正意義上的鈉離子電池大規模生產尚無報道。

隨著鈉離子電池研究的深入，將會開發出新的材料，電池的容量和電壓將會進一步得到提升。鈉離子較低的成本，使得鈉離子電池有望應用在智能電網或可再生能源的大規模儲能中。因此在未來，鈉離子電池可與鋰離子電池形成高低搭配的組合，高端用鋰離子電池，普通用鈉離子電池。