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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
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5464
電池是一類重要的儲(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)普及開來之后，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)汽車在內(nèi)，大部分的現(xiàn)代電驅(qū)設(shè)備都依賴鋰電池才能發(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)注度自然也就越來越高。
但是，鋰電池存在幾個(gè)核心問題需要解決，例如低溫性能差、充電時(shí)間長、可供開發(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)，只不過受限于過去技術(shù)以及鋰電池“耀眼的光芒”，許多電池在發(fā)展的過程中暫時(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)展出更加具備性價(jià)比的電池，同時(shí)鈉離子電池?zé)o過放電特性，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。簡單的說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)問題的關(guān)鍵。固態(tài)鈉電池通過使用鈉金屬作為負(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，美國馬里蘭大學(xué)研究人員開發(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)?？偟脕碚f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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