钠电池你了解吗？锂离子电池会被钠电池取代吗？CPU
发布时间：2022-10-10 00:06:59 来源：东乐机械网
自从40年前，约翰.古迪纳夫（JohnBGoodenough)发明锂离子电池以来，锂离子电池变得越来越重要，它已经成为智能手机与电动汽车的标配。在国内也涌现了很多与锂相关的明星公司，比如做锂离子电池的宁德时代，比如供应锂矿资源的赣锋锂业。
但是锂资源在地球上十分稀少，在未来，锂资源也面对着像石油资源相同的枯竭危险。
而且提取锂的工艺也比较复杂，从盐湖里提取锂，要用到萃取或者电渗析膜分离等技术，工艺繁琐而且成本较高。
从1980年出现钴酸锂离子电池技术，到1982年出现锰酸锂技术，到1991年索尼推出第一款商用锂离子电池，再到1997年提出磷酸铁锂技术，此后的20年再没有新的锂电技术出现，锂离子电池本身也开始面对着上升的极限，尤其是使用寿命与能量密度的提高越来越困难，所以寻找新的替代技术有了天然的需求。
充电温度：-20~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率：3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%
钠是地球上仅次于锂的第二轻的金属元素，从元素周期表中来看，钠与锂属于同一族元素，它们的化学性质相似，因此理论上钠也可以像锂相同用来做电池。当然了，钠的原子半径比锂要大很多，因为钠原子比锂原子要多8个电子，所以自然长得很胖。一旦长胖，就会有很多麻烦，比如它不能像锂那样嵌入到石墨中，而且它比锂要重很多，使得单位质量的电池储能就要比锂少。
但是，钠有一个优点钠元素在地球上的含量非常高，它在地球上的含量是锂的几千倍。我们吃的食盐里就有大量的钠，海水中也有非常多的钠。正因为含量十分丰富，所以钠比锂要便宜很多。在市场上，作为锂原料的碳酸锂价格每吨要几万元；而作为钠原料的氯化钠的价格每吨只要几千元。所以，作为电池来说，钠电池与锂离子电池相比的一个突出优点就是便宜，这关于产业化来说是一个非常核心的优势。因为产业界最关心的是成本。
当然，成本优势不等于技术优势，关键还要看钠是不是真的可以做电池。电池的正极材料、负极材料、电解液是三个基本的组成部分，这些对钠电池来说都没有原则性的困难。所以钠电池是可以存在的。以钠离子电池的负极材料为例，可以做负极的材料有很多种，研究的比较多的重要是硬碳材料。虽然硬碳的储钠机理目前还没有定论，而且不同的人做出的电池负极性能差异比较大，但这只是工艺问题，总有一天能做到标准化的。
实际上，钠离子电池的工作原理与锂离子电池没有太大的差别，利用的是钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。充电时，钠离子从正极脱出经过电解质嵌入负极，同时电子补偿电荷经外电路供给到负极，保证正负极电荷平衡。放电时则相反，钠离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。在正常的充放电情况下，钠离子在正负极间的嵌入脱出不应该破坏电极材料的基本化学结构（当然在实际情况下可能会出现一定的记忆效应，也可能导致电极材料的老化）。
那么，钠离子电池有技术优势吗？有的人宣称在原理上，钠离子电池的充电时间可以缩短到锂离子电池的1/5虽然目前这方面的公开数据并不是很充分，于是只能说这是潜在的优点。也有相关资料宣称，钠离子电池寿命超过10年，而通常锂离子电池使用寿命只有3-4年，不过关于这一点是存疑的，据硅谷动力君调研，钠离子电池的重要问题正是循环寿命不高，所以这是一个争议点。
充电温度：0~45℃
放电温度：-40~+55℃
比能量：240Wh/kg
-40℃放电容量保持率：0.5C放电容量≥60%