鉅大LARGE | 點擊量：684次 | 2021年03月22日
鈉離子電池，什么時候能趕上鋰電池？
近日，據(jù)《美國商業(yè)資訊》報道，Phillips66（紐約證券交易所代碼：PSX）和法拉第公司（Faradion）開展了一項技術(shù)合作，以開發(fā)成本更低和性能更高的鈉離子電池驅(qū)動的汽車。而Faradion是英國首家開發(fā)鈉離子電池汽車的公司之一。
Phillips66高級工程師張亮正在測試小型電池，以評估Phillips66碳產(chǎn)品作為鈉離子電池負極材料的性能。
據(jù)悉，此次合作有望利用Phillips66在研發(fā)特種碳材料的經(jīng)驗以及Faradion的鈉離子電池領(lǐng)先技術(shù)。而Phillips66是一家總部位于休斯頓的多元化能源制造和物流公司，已經(jīng)就電池相關(guān)技術(shù)申請了多項專利。
Phillips66能源研究與創(chuàng)新副總裁AnnOglesby表示：“我們有世界一流的研究團隊正在研究各種能源生產(chǎn)和存儲技術(shù)，這些技術(shù)可幫助滿足世界不斷增長的能源需求，同時推進低碳未來。我們很高興將部分資源與Faradion一起發(fā)揮作用，因為Faradion致力于使用高性能陽極材料，并將改變游戲規(guī)則的技術(shù)推向市場?！?/p>
其中，碳是首選的電池陽極材料，這也是Phillips66選擇法拉第的原因。根據(jù)德國德累斯頓的亥姆霍茲科研中心（HZDR）領(lǐng)導(dǎo)的德俄工作小組所發(fā)表的報告，納米碳有助于改善目前電池的石墨陽極無法讓足夠的鈉駐留的問題。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
就像報告指出的，采用超薄碳材料雙層石墨烯，可以在陽極中儲存比石墨更多的鈉離子。如果未來能置換現(xiàn)在常用的石墨陽極，將石墨烯電極裝設(shè)在鋰電池中，能顯著提升電池容量。
我們知道，目前汽車行業(yè)應(yīng)用的都是鋰離子電池，而且，之前由于研究投入太少，目前鈉離子電池的性能仍比鋰電池落后約20年。不過，與其他儲能技術(shù)相比，鈉離子電池技術(shù)有一個固有優(yōu)勢，因為其采用的是低成本、可持續(xù)且廣泛可用的材料，不含鈷，鋰和銅，電池具有更高的安全性以及更好的熱穩(wěn)定性，算是一種安全、可持續(xù)、成本效益良好的高性能技術(shù)。
實際上，從化學(xué)屬性來說，鋰和鈉這兩種堿金屬擁有非常相似的化學(xué)特性。而鈉的取得更為容易，價格也會相對低廉。此外，鈉離子技術(shù)制作負極無需稀有的鋰鹽，只要食用鹽便足夠。高性能的陽極可以使用褐煤、木材和其他生物質(zhì)制成。生產(chǎn)過程中也不需要鈷或類似的稀有物質(zhì)。
由于鋰（相對于鈉）和鈷資源的稀有，全球的研究人員們一直在尋找新的替代辦法，包括固態(tài)電池。中科海鈉CEO唐堃就說過，地球上的鋰資源大概有不到7000萬噸，而鈉的存量大概比鋰大三個數(shù)量級，在整個地球的元素豐度中占2.3%，可謂取之不盡用之不竭。
去年，鈉離子電池的研發(fā)出現(xiàn)了一些突破性的進展。比如，根據(jù)一份去年五月份發(fā)表的報告，一顆由韓國研發(fā)的鈉離子電池在經(jīng)過約500次完整充電循環(huán)后，其電池容量才下降至原先的80%。
此外，由一個美中研究小組開發(fā)的另一種電池，在相同的電池容量下約能完成450次充電。而一個中國團隊制作的鈉離子電池雖然容量較小，但在經(jīng)過1200次12分鐘快充后，還留存70%的電池容量。
回頭來說Faradion。2015年，它與WilliamsAdvancedEngineering公司以及牛津大學(xué)合作展示了全球首款鈉電池驅(qū)動的電動車，一款電動自行車的演示器。法拉第的知識產(chǎn)權(quán)組合非常全面，包括各種專利系列，重點關(guān)注于電芯材料、電芯基礎(chǔ)設(shè)施、電池組設(shè)計、安全性以及交通技術(shù)。
對于此次合作，F(xiàn)aradion首席執(zhí)行官JamesQuinn表示：“此次合作協(xié)議將Phillips66在硬碳陽極材料方面的優(yōu)勢與Faradion的鈉離子技術(shù)相結(jié)合，以打造下一代高性能、可持續(xù)的儲能技術(shù)?！?/p>
他還表示，“我們的目標(biāo)是進一步加速Faradion安全、低成本的鈉離子能源技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化。我們期待Phillips66能夠為Faradion快速擴大電池市場份額提供支持，并共同為全球能源市場的轉(zhuǎn)型做出貢獻?！?/p>
令人欣喜的是，鈉離子電池已不再只是一個理論概念。相關(guān)技術(shù)的突破似乎已近在眼前。國際領(lǐng)域加碼鈉離子電池研發(fā)，也帶動了原先的一潭死水。2020年，美國能源部明確將鈉離子電池作為儲能電池的發(fā)展體系；歐盟儲能計劃“電池2030”項目將鈉離子電池列在非鋰離子電池體系的首位。
當(dāng)然，距離鈉離子電池技術(shù)的完備、進行量產(chǎn)并用于電動車或手機上，還需要一段時間。不過一旦時機成熟，由于技術(shù)相似，將生產(chǎn)線從鋰電池轉(zhuǎn)為鈉離子電池，成本應(yīng)該不會太高。我們也期待這天的到來。
上一篇：鉛酸蓄電池的失效模式有哪幾種？
