鈉離子電池

鈉這種比鋰更穩(wěn)定的元素，即將進(jìn)入電池應(yīng)用階段。

鈉在能量的儲(chǔ)存和處理方面具有無(wú)限潛力，與鋰相比有許多明顯優(yōu)勢(shì)，包括鈉離子電池應(yīng)該更便宜且充電速度比鋰電池快指數(shù)倍。最近成立的法國(guó)初創(chuàng)公司Tiamat的目的是生產(chǎn)出實(shí)用、具工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的鈉離子電池，且在2020年前在市場(chǎng)上銷售。

在電池中使用鈉離子的想法并不新奇，事實(shí)上，自20世紀(jì)80年代以來(lái)就一直在嘗試。2015年，由法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心(CNRS)建立的法國(guó)研究網(wǎng)絡(luò)RS2E，任務(wù)就是研制這種鈉離子電池，兩年后，他們的研究人員和科學(xué)家端出了第一款原型。更令人印象深刻的是，在發(fā)現(xiàn)鈉離子能量分布特性并著手開發(fā)僅6個(gè)月后，CNRS的研究人員就組裝出鈉離子電池功能原型。

鈉離子電池不僅可能價(jià)格低廉，而且具有極高的儲(chǔ)能潛力。預(yù)計(jì)其壽命約為10年，而鋰離子電池的預(yù)期壽命是3~4年，這是個(gè)巨大飛躍。研究表示，鈉離子電池不僅續(xù)航能力更長(zhǎng)，而且充電速度可以快10倍，放電速度可以慢10倍。這些都是重大進(jìn)展，可以預(yù)期會(huì)對(duì)整個(gè)能源領(lǐng)域產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。

盡管鈉離子電池優(yōu)點(diǎn)眾多，但鋰離子電池目前是首選，尤其是可攜式應(yīng)用，因?yàn)殁c離子電池通常比同等容量的鋰離子電池重。然而，鈉的豐富儲(chǔ)量和可獲得性會(huì)使人們相信，在不久的將來(lái)，鋰離子電池最終會(huì)被淘汰。鈉占整個(gè)地殼含量的2.6%，而鋰僅占0.06%，目前僅有三個(gè)國(guó)家發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)藏鋰元素，而鈉則遍布全球各地。不僅如此，鈉存在于每個(gè)國(guó)家的水域和陸地，甚至在其地表深處還有鈉礦。

Tiamat稱，大規(guī)模生產(chǎn)鈉離子電池可能最早會(huì)在2020年開始。然而，Tiamat的目的不是廢棄鋰電池而使鈉電池成為新的主導(dǎo)技術(shù)，即使鈉由于其可用性要便宜得多且更實(shí)用。相反，鈉離子電池的目標(biāo)應(yīng)用是：長(zhǎng)期能量?jī)?chǔ)存，以及充電能力比重量更重要的應(yīng)用，例如，可以使用鈉離子電池打造充電比現(xiàn)在快10倍的電動(dòng)汽車，它們也可用于長(zhǎng)期儲(chǔ)存太陽(yáng)能或風(fēng)能。盡管能源生產(chǎn)有季節(jié)性波動(dòng)，綠色能源的長(zhǎng)期儲(chǔ)存將使電網(wǎng)保持穩(wěn)定，這種儲(chǔ)能能力可望變得越來(lái)越有用。

隨著世界繼續(xù)轉(zhuǎn)向綠色能源，長(zhǎng)期儲(chǔ)能成為越來(lái)越重要的要求。這種新型電池配置會(huì)使鈉離子置身詭譎多變的技術(shù)角力漩渦中，且同時(shí)還解決全球大部分的能源問(wèn)題。