您的位置:首頁>正文

替代鋰電池?鈉電池還需“穿越”一段悠長隧道

眾所周知, 鋰離子是手機、筆記型電腦和汽車電池中的活性成分。 但考慮到鋰的成本較高, 研究人員們一直在尋找另一種更為豐富的元素來替代它。

隨後, 一些初創公司和老牌企業將鈉離子視作活性成分以開發充電電池, 鈉是鋰在元素週期表上的“鄰居”。

除了鈉的易得性之外, 它還有其他幾個重要的特性-其中最重要的是它的耐火性。 “當然, 它還可以存儲與鋰電池相當的能量, 這是個不錯的選擇。 ”斯坦福大學研究鈉電池的Minah Lee說。

如今, 許多公司正在開發鈉電池, 其最終目標是取代鋰電池。 法國國家科學研究中心(CNRS)最近就宣佈成立了一家坐落於亞眠的創業公司Tiamat, 該公司將在2020年開發鈉電池並向市場推出。 CNRS表示, 它會被設計成18650那樣的尺寸型號。

還有一家名為Aquion的美國創業公司, 它以高容量海水電池儲存能源為核心, Bill Gates和Kleiner Perkins起初為它出資1.9億美元。 不過,

這家公司隨後的發展甚至走上面臨破產的窘境, 在7月份, Juline Titans LCC以916萬美元將其收購。

與此同時, 一些大學的研究人員現在正集中研究將電池中的鋰元素換成鈉元素。 科學工作者的優勢在於, 他們可以使用大型儀器(如加速器)來研究陽極材料及其功能。

“我們可以清楚地瞭解鈉的實際去向——無論是在細微的原子層面(如何與其他原子結合)還是更宏觀層面——以及電極粒子吸收鈉離子時它所產生的變化。 ”斯坦福大學負責SLAC國家加速器實驗室的研究員Michael Toney是其中之一。

不過, 在學界和企業紛紛做出研究嘗試之際, 電力公司和汽車電力系統製造商對鈉電池的認可度卻不高。 它們更願意堅持使用鋰電池。 “鋰離子電池技術現在的成本在各種市場上都非常具有競爭力,

”Dosima Research的電池專家David Snydacker解釋, “所以, 新的鈉電池要想獲得成功, 它不僅要先與傳統技術競爭, 還必須與鋰電池競爭, 這是一個很高的要求。 ”

鈉電池一個尚未解決的問題是找到或創造一個高容量陽極, 即電池的負極。 比較符合要求的一種材料是硬碳, 它允許在原子間的空間中存儲鈉離子。 “鋰離子電池使用的是石墨, 但這不適用於鈉離子, ”Toney說, “但我們使用了硬碳, 儘管這不是最理想的, 也沒人真正瞭解這種材料。 ”

可擴展性是硬碳的一個重要特徵。 “我們可以重新調整不同尺寸的電池, 這種電極材料的重點是其可持續性。 它以生物量為基礎, 所以如果用量更大的話, 你可以物盡其用。 ”Lee說道。

而為了尋求市場的認可,

另一個決定因素是可以用現有工業生產線來生產鈉電池。 “對鈉電池的處理方式應該與鋰離子電池的非常相似。 ”

所以, 鈉電池可能會從現有生產線中誕生, 但問題是要等到什麼時候?一種設想是鈉電池實際上是很經濟性的, 但這種觀點現在依然沒有定論。

與Tiamat相關的研究人員雖然已經將2020年作為投入生產的最後期限, 但他們是否會達到這一目標還有待觀察。 法國亞眠大學的Mathieu Morcrette坦承, “還有很多工作要做, 我們還沒有達到目標。 ”

另外, 鈉比鋰更便宜的說法在一開始至少也並不成立。 Snydacker表示:“鈉的價格確實比鋰更便宜, 在不使用鋰的情況下, 成本可以降低5%到10%, 但是其餘的成本將會相當昂貴。 但他對未來是樂觀的。

“對鈉電池技術而言, 在長長的隧道盡頭會有一道光亮, ”他說, “一旦所有的投資到位, 就會有一個價格合理的優質產品誕生。 新電池技術面臨的主要挑戰並不是製造工藝難以開發和建設, 而是與那些經過深入研究和打磨的技術相比, 新電池技術無論是在性能還是成本方面, 從根本上都不占優。 ”

同類文章
Next Article
喜欢就按个赞吧!!!
点击关闭提示