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钠电池相对于现在的主流锂电，有哪些优缺点？原创2023-12-31 11:20·懂车老王好多人问我，这个钠离子电池是怎么回事，和磷酸铁锂\三元锂比起来有啥优劣么？今儿咱们就来好好说说。其实，这锂\钠的区别就是这个正负极之间运载电荷的离子不同。钠和锂在元素周期表是同族元素，所以他俩的化学性质非常相似。但是钠的含量可丰富的多，也便宜的多。可是为啥一开始不用钠呢？其实钠离子电池上世纪70年代就有了，但因为能量密度低，特别是乘用车上，考虑到空间重量问题，钠电池显然不够看。所以锂电池出现后，钠电池被迅速放弃，但近期这项技术在行业里又被提起来了。首先，还是因为成本问题，全球最大的EV电池制造商宁德时代曾透露过，计划到2023年开始建立钠电池供应链体系，由于仅仅是原料前驱体配方不一样，钠电池可以和锂电池使用同样的生产线，加上钠电池平均比锂电池便宜1/5，总体产业链来说能够接近1/3的优化成本，而且最关键的是钠电池不需要钴元素，毕竟70%的钴元素在刚果民主共和国境内。第二，钠电池可以在更宽的温度范围内运行，而且钠铁电池的工作温度范围比磷酸铁锂还要宽，最低可达零下30度，最高可达正60度。第三，钠电池相比磷酸铁锂来说，更不易燃烧，循环寿命也更长。特别是当前，电池起火是人们最重视的问题，今后如果你使用钠离子电池的充电宝，应该是可以带上飞机的，因为钠电池非常不易起火，电池行业不是流行针刺试验么，你看看钠电池用的是钻头试验，直接把包体豁开了都没事。目前为止我们说的都是优点，有的小伙伴肯定问了，既然都是好处，为什么在电动车上没见过用钠电池呢？其实咱们刚才已经提过，钠电池之所以被锂电池干掉了，就是因为他的致命弱点在于能量密度，也就是单位体积内存放的电量要远远少于锂电池，这意味着钠电池比锂电池更大更重，这对于空间有限的电动汽车来说是一个非常大挑战。还有一个原因，就是钠电池的内部在循环过程中，离子不断脱嵌容易引起材料结构产生不可逆的相变，导致结构崩塌，这种崩塌虽然不会引起燃烧起火，但早期的钠电池化学界面稳定性比锂电池还差，锂离子电池其实是很容易从石墨负极中出来，能最大程度地放电。 但是钠却很难进入石墨间隙，平均186个碳原子才能进去1个钠离子，而且钠离子一旦进去，还不怎么爱出来。 说白了，本来等待运输的能量就不多，还没有载体来运，这就很尴尬了。当然，最新文献是说有各种不同的承载钠离子能力的新结构，参考文献大家可以看一下技术也在逐渐发展，钠电池现在可以达到每公斤160瓦时，能量密度和铁锂电池差不多，而且钠电池有自己的专属需求，比如储能方面，现在宁德时代就打算把钠电池储能箱用在风力和水力发电站旁边，用来配平波峰波谷用电。现如今越来越多的机场、车站，尤其是拥有众多品牌超级充电站的商圈都需要价格低廉的钠电池储能装置来平衡用电。可以这么说，在储能方面，钠电池已经早就开始与磷酸铁锂技术发生竞争了，目前国内试点都是按照每年千兆瓦时这个规模来算的，这个需求量显然是巨大的，我们电池行业俗称一个项目顶老头乐卖一年。当然说到电动EV，因为空间依然宝贵，所以对钠电池来说挑战仍然很大，钠电池目前也缺少一种标新立异的几何形态，来打出像比亚迪刀片电池一样的市场营销度。要注意，刀片电池是利用物理学原理进行的营销，本质上是合乎逻辑的，加大了散热面积的同时利用叠片技术发挥了磷酸铁锂的长处。那么钠电池显然也需要从几何角度开发新的有利于钠元素发挥的工程模型。 通过这一期大家了解了钠电池的优缺点，感兴趣的话我会做下一期，讲讲最近好多公众号大谈的锚定晶格和普鲁士蓝制备工艺。关注我，下期见！
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