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电池的未来方向——高温钠电池

2022-11-18 来源:新华网 浏览数:1

锂离子电池目前广泛应用于智能手机和电动汽车等领域,但生产锂电池的原材料锂和钴储量有限,回收利用要求较高。为了助力实现我国的双碳目标,科研人员一直致力于开发材料更加便宜易得的钠基电池。

        钠离子电池与锂离子电池工作原理相同、制造工艺相似,而且具有资源丰富、成本低廉、安全性能好等特点。钠基电池的主要物质钠可以从海水中提取,所以不仅资源丰富,而且钠基电池的生产过程也可比锂电池更加环保。

        高温钠电池主要包括两种类型的钠电池体系,分别是钠硫电池和ZEBRA电池。这两种电池体系的原理比较相似,都是可以实现钠离子导电的陶瓷电解质作为离子交换的隔膜,并将金属钠或者化合物形式的钠作为电价变化的活性物质制造的二次发电电池。

        目前广泛应用的锂离子电池,一般使用的最高温度不能超过60度。中科院物理所长三角物理研究中心的科研人员研发的具有自主知识产权的钠离子电池,通过材料体系和电解液的优化,可以有效解决电池高温循环的问题,拓宽电池使用温度区间,并且提高使用寿命。

        目前中科院物理所长三角物理研究中心已经对改良的钠电池进行了高温循环安全性试验,80度循环达到了100周,保持率达到99%以上的水平,与此同时,科研团队通过100多次安全性实验,从近百种电解液中优化出了两种配方。

        未来钠电池的市场前景也非常广阔。由于锂盐是上游矿产,资源建设扩产都需要一定时间周期,新建产能短期内很难释放,这些都容易造成价格的波动。

        日前,国家能源局综合司发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》,提出中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池。钠离子电池所需的钠资源丰富、成本低,且无过放电特性,安全性能更好,再加上中大型电化学储站对电池能量密度要求不高,能量密度偏低的水系钠离子电池也有应用空间,因此钠离子更有望在中大型电化学储能领域崭露头角。

 

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