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钠离子电池汽车发布了,靠谱吗?

2018-06-25 11:57 来源:互联网 编辑:Jessie

6月20日,中国科学院物理研究所发布新闻称,(全球)首辆钠离子电池低速电动车在物理所园区内示范演示,目前钠离子电池的能量密度已达到120 Wh/kg,是铅酸电池的3倍左右。“低成本钠离子电池有望在低速电动车、电动船、家庭储能、电网储能等领域获得应用。”中科院物理所的官方报道这样写。

钠离子电池的前世今生

听惯了锂离子电动车的吃瓜群众不禁要问,什么是钠离子电池?

认识钠离子电池,首先要知道碱金属。按照百度百科的解释,碱金属是指在元素周期表中ⅠA族除氢(H)外的六个金属元素,即锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr),而钠和锂都是碱金属。由于二者的化学性质相似,在锂离子电池占据电动汽车市场主导地位的今天,钠离子电池的问世应该算不上是稀奇事。

早期的钠离子电池主要以Na/S为主,即钠硫电池,化学反应式为:

2Na+xS=Na2Sx

钠硫电池中的电解质是熔融状态的钠,所以要求运行温度达到300度以上。一些业内人士介绍,仅钠硫电池的预热就需要三天时间。

另外,钠硫电池的安全性偏低。钠的化学性质非常活泼,熔融状态的金属钠遇到空气或水都会剧烈反应,钠硫电池导致的火灾通常只能用沙子覆盖扑灭,但在清理燃烧灰烬时,钠一旦接触空气又会死灰复燃。这是钠硫电池无法大规模推广的原因之一。

常温下钠离子电池的研究,可以追溯到上世纪80年代,但是由于正负极材料难以匹配,钠离子电池的研究一度停滞不前。

进入21世纪,新能源行业的兴起带活了上游产业,各种新兴电池技术开始冒尖,常温钠离子电池也获得了新生。这一时期,钠离子相关的论文发表数量和新闻报道数量显著增加——钠离子电池开始获得更多人的关注。

钠离子电池汽车发布了,靠谱吗?

1994年至今,钠离子电池相关的学术论文发表数量。

钠离子电池能套用锂离子电池的结构吗?

讨论常温下钠离子电池的研究,不得不提到锂离子电池,因为二者的工作原理十分相似,而锂离子电池已经在电动汽车市场上大获成功。

钠离子电池和锂离子电池都属于浓差电池。浓差电池是由于电池中存在浓度差而产生电势的电池,具体到钠离子电池上,在充放电过程中,钠离子不停脱、嵌于正、负极,在隔膜两侧形成浓度差,进而产生电势。打个比方,钠离子电池中电势产生的过程,就像是离子要钻到电极的“洞”里的过程。锂离子电池也是如此。

基于此,在一些业内人士看来,钠离子电池可以直接套用锂离子电池的结构和原理——反正都是“离子钻洞”,而且,锂离子电池技术已经十分成熟,直接套用可以缩短研发周期,何乐而不为呢。

但是,我对这种看法持保留意见。我认为,钠离子电池可以套用锂离子电池的结构,但是难度较大。虽然钠和锂的化学性质相似,但是物理性质相差不少。

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