详解钠离子电池,千万别当小白鼠?(9)
2023-05-03 来源:飞速影视
2015年,国内没有任何一家专门研发钠电池的公司,国际上此类公司也如凤毛麟角。关键是,锂离子电池那时候的成本并不高,手机,笔记本电脑用的不都是锂离子电池嘛。谁能想到几年后,价格会暴涨10几倍呢?
实际上,事情也并没有那么简单。钠电池目前最大的缺陷在于能量密度很低,有数据表明,钠离子电池的单体能量密度为100-150wh/kg,比《锂离子电池行业规范条件》里的180wh/kg的下限还少,这意味着相同续航的两款电池,钠电池要比锂电池更大更重。
目前特斯拉Model3使用的三元锂电池能量密度为260Wh/kg,特斯拉第三代4680电池能量密度可以达到330Wh/kg。钠离子电池的能量密度连它的一半都不到,能量密度高低,决定了同样重量,同样体积下,谁的电池包可以续航更长。如何提高钠离子电池的能量密度,这是摆在众多企业面前的一大难题。
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其次,钠离子电池目前可选择的正极材料有三种,层状氧化物、聚阴离子与普鲁士蓝类材料。各家企业在选择上也有分歧,比如宁德时代第一代钠电池就是采用了普鲁士蓝类材料,这种材料成本低、合成简单、可设计性强、理论克容量和倍率性能高,缺点是除水困难、循环寿命低、实际倍率性能差、体积能量密度低、电压极化大、有热失控风险。
最致命的问题是生产加工过程中,如果处理不当极易形成结晶水,而这个问题目前很难解决。据说,宁德时代已经暂缓了普鲁士蓝类材料的钠离子电池的研发,现在在用层状氧化物与聚阴离子材料努力达成量产。而层状氧化物晶体结构类似于三元正极材料,其优点为能量密度高、循环性能优异、倍率性能好,缺点为空气中稳定性差、浆料容易果冻、克容量发挥不稳定。聚阴离子材料则是公认的循环寿命高、理论工作电压高、热稳定性好,缺点为能量密度低、原材料成本高。
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