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    技術資訊 | “雙碳”目標驅動下的鈉離子電池技術進展

    2023-07-15 17:00:59

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    在國家“雙碳”戰略需求的背景下,儲能電池技術也越來越為人們所關注。盡管在新能源汽車帶動下,鋰離子電池在技術、成本、壽命等方面已經取得了突飛猛進的進展,并且未來還有巨大空間,但由于碳酸鋰價格在技術儲備上依舊需要更多創新。

    與鋰離子電池相比,工作原理非常接近的“鈉離子電池”的商業化晚了20年左右,但碳酸鋰價格高企,不斷壓縮中下游盈利空間,尋找可替代方案迫在眉睫。業界認為,鈉離子電池完全能夠憑借鈉資源的低成本優勢有望在未來規模儲能領域實現廣泛的應用——通過發展鈉離子電池技術,將會有效彌補風電、光伏發電的波動性、不穩定性問題,促進能源系統的多元化與低碳化發展。

    另外,其作為新型電池路線發展的規劃目前已被政府寫入多個政府文件,如2023年1月工信部等六部門印發的《關于推動能源電子產業發展的指導意見》,就明確提出要加快研發鈉離子電池等新型電池。




    鈉離子電池發展關鍵


    鈉離子電池整體結構與鋰離子電池一樣,由正極、負極、電解液和隔膜組成。但鈉離子電池的正極材料成本更為低廉,生產方式也可以借鑒鋰離子電池電極材料的生產技術,實現低成本規?;a。

    但作為限制鈉離子電池能量密度的關鍵部分,正極材料的能量密度和循環壽命一直備受廣大科研工作者的關注。查閱以往文獻,可知:典型的層狀氧化物正極材料在實際應用過程中一直面臨著鈉空位有序和大體積相變的基礎科學問題;普魯士藍類材料結構缺陷多,晶格水含量高,對電化學性能容易產生不利影響;聚陰離子類材料本征電子電導率偏低等。另外負極材料的Z 佳選擇“硬碳”也具有首次庫侖效率(ICE)低、倍率性能差等問題。

    普魯士藍類材料

    不過隨著對鈉離子電池重視程度的提高,科學家在鈉離子電池關鍵材料的研究上正不斷取得進展。

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