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固態(tài)鈉電池獲得新突破 或?qū)?chuàng)造全新賽道下的新可能
2023年12月25日 10:14:53
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5446
電池是一類(lèi)重要的儲(chǔ)能介質(zhì)，在如今這個(gè)電能被廣泛應(yīng)用的時(shí)代，電池的存在賦予了科技產(chǎn)品更多的可能，甚至一定程度上已經(jīng)成為了科技產(chǎn)品進(jìn)一步發(fā)展時(shí)的瓶頸，這一點(diǎn)在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上體現(xiàn)的尤為明顯。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】電池是一類(lèi)重要的儲(chǔ)能介質(zhì)，在如今這個(gè)電能被廣泛應(yīng)用的時(shí)代，電池的存在賦予了科技產(chǎn)品更多的可能，甚至一定程度上已經(jīng)成為了科技產(chǎn)品進(jìn)一步發(fā)展時(shí)的瓶頸，這一點(diǎn)在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上體現(xiàn)的尤為明顯。
而在電池家族中，鋰電池又占據(jù)著重要的地位。一方面，鋰電池是目前運(yùn)用廣泛的電池之一，被眾多媒體評(píng)價(jià)為“推動(dòng)能源革命的鑰匙”。其能量密度高、平均電壓高、自放電小、輸出功率大且穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，使得其可以適應(yīng)大部分場(chǎng)景。也因?yàn)檫@個(gè)原因，自90年代在市場(chǎng)普及開(kāi)來(lái)之后，鋰電池就一直是目前主流產(chǎn)品之一。
另一方面，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的崛起，包括電動(dòng)汽車(chē)在內(nèi)，大部分的現(xiàn)代電驅(qū)設(shè)備都依賴(lài)鋰電池才能發(fā)展，而動(dòng)力型鋰電池幾乎成為了這些領(lǐng)域的基礎(chǔ)，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，鋰電池也在不斷地收獲進(jìn)一步的發(fā)展。鋰電池因此收獲的關(guān)注度自然也就越來(lái)越高。
但是，鋰電池存在幾個(gè)核心問(wèn)題需要解決，例如低溫性能差、充電時(shí)間長(zhǎng)、可供開(kāi)發(fā)的鋰元素遠(yuǎn)小于儲(chǔ)備量等等，而這些也成為了目前鋰電池發(fā)展的瓶頸，甚至影響到了產(chǎn)品的研發(fā)。
而針對(duì)這些問(wèn)題，除了持續(xù)研究鋰電池技術(shù)外，還有一個(gè)重要的科研突破口——發(fā)展其他電池。
電池是個(gè)大家族，不同的電池?fù)碛胁煌膬?yōu)勢(shì)，只不過(guò)受限于過(guò)去技術(shù)以及鋰電池“耀眼的光芒”，許多電池在發(fā)展的過(guò)程中暫時(shí)被擱置了。而近幾年，在綠色經(jīng)濟(jì)的刺激下，在科研技術(shù)持續(xù)的發(fā)展下，這些電池的研究也收獲了新的突破，為電池全新賽道提供了新的可能。鈉電池便是其中之一。
鈉電池主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作，與鋰離子電池工作原理相似 ，而與鋰電池相比，因?yàn)殁c的儲(chǔ)備量更豐富，且提取難度更低，因此理論上可以發(fā)展出更加具備性?xún)r(jià)比的電池，同時(shí)鈉離子電池?zé)o過(guò)放電特性，允許鈉離子電池放電到零伏，因此理論的電池密度可以與磷酸鐵鋰電池。簡(jiǎn)單的說(shuō)鈉電池可以理解成一種具備鋰電池原理的理論上可以提到傳統(tǒng)鉛酸電池應(yīng)用場(chǎng)景的電池。
但鈉離子電池也存在比較致命的缺點(diǎn)——易燃性，由于大多數(shù)鈉離子電池都包含液體電解質(zhì)，因此易燃風(fēng)險(xiǎn)很高。
而固態(tài)鈉電池就是解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵。固態(tài)鈉電池通過(guò)使用鈉金屬作為負(fù)極以獲得更高的能量密度，與此同時(shí)也避免了鈉離子電池易燃的風(fēng)險(xiǎn)。最近，美國(guó)馬里蘭大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出一種固態(tài)鈉電池架構(gòu)，電池使用更穩(wěn)定的陶瓷電解質(zhì)，降低了易燃性風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)，室溫下固態(tài)鈉-金屬循環(huán)率也收獲了不錯(cuò)的表現(xiàn)。總得來(lái)說(shuō)就是具有高離子導(dǎo)電性和優(yōu)異的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性。
盡管從目前的研究來(lái)看，固體鈉電池并非是替代鋰電池的手段，但是可以確信的是，他同樣是可持續(xù)和更經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，值得嘗試的重要能量存儲(chǔ)技術(shù)，也正因如此，其后續(xù)發(fā)展值得我們關(guān)注。
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