新能源汽車(chē)的爆發(fā)式增長(zhǎng)帶動(dòng)鋰離子電池的產(chǎn)能激增，鋰資源短缺身價(jià)暴漲。此時(shí)，具有相似理化性質(zhì)的鈉離子電池受到業(yè)界的廣泛關(guān)注，正在醞釀著一場(chǎng)“奪權(quán)上位”大計(jì)。那么，鈉離子電池究竟是何方神圣?又能否取代鋰離子電池成為新寵呢?且看下文。

鋰資源短缺身價(jià)一路飆升

新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式發(fā)展帶動(dòng)鋰鹽需求，目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的缺口已經(jīng)達(dá)到2Gwh左右，按照1Kwh需要0.7kg碳酸鋰的用量估計(jì)，碳酸鋰需求缺口已達(dá)1400噸左右。全球鋰資源總儲(chǔ)量換算成提純的金屬鋰最多3000萬(wàn)噸，目前已探明可開(kāi)采的鋰礦資源換算成金屬鋰達(dá)1500萬(wàn)噸。據(jù)規(guī)劃，2020年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到200萬(wàn)輛，2050年全球鋰需求量將達(dá)到4000萬(wàn)噸。屆時(shí)，鋰作為稀缺能源難以滿(mǎn)足新能源汽車(chē)的供應(yīng)，未來(lái)供需缺口將日益擴(kuò)大。

與鋰相比，鈉儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、成本低廉，并且與鋰具有相似的理化性質(zhì)，一旦未來(lái)鋰供應(yīng)不上，鈉離子電池將可以完全替代，成功上位。因而近兩年來(lái)鈉離子電池的研究受到業(yè)界廣泛關(guān)注。

鈉離子電池是何方神圣?

鈉離子電池的概念起步于上個(gè)世紀(jì)80年代與鋰離子電池幾乎同時(shí)起步。鈉離子電池的工作原理與鋰離子相似，充電時(shí)，Na+從正極材料中脫出，經(jīng)過(guò)電解液嵌入負(fù)極材料，同時(shí)電子通過(guò)外電路轉(zhuǎn)移到負(fù)極，保持電荷平衡;放電時(shí)則相反。

原理上，鈉離子電池的充電時(shí)間可以縮短到鋰離子電池的1/5。鈉離子電池最主要的特征就是利用Na+代替了價(jià)格昂貴的Li+，為了適應(yīng)鈉離子電池，正極材料、負(fù)極材料和電解液等都要做相應(yīng)的改變。相比于鋰元素，鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)在于資源豐富，鈉資源約占地殼元素儲(chǔ)量的2.64%獲得鈉元素的方法也十分簡(jiǎn)單，因此相比于鋰離子電池，鈉離子電池在成本上將更加具有優(yōu)勢(shì)。

雖鈉離子電池能量密度不及鋰離子電池，但就目前碳酸鋰價(jià)格高漲的形勢(shì)來(lái)看，鈉離子電池仍然具有十分廣泛的應(yīng)用前景：對(duì)于能量密度要求不高的領(lǐng)域，在電網(wǎng)儲(chǔ)能、調(diào)峰，風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能等方面應(yīng)用前景廣闊。未來(lái)鈉離子電池將逐步取代鉛酸電池，在各類(lèi)低速電動(dòng)車(chē)中獲得廣泛應(yīng)用，與鋰離子電池形成互補(bǔ)。

鈉離子電池受到科研界廣泛關(guān)注

鈉離子電池的應(yīng)用價(jià)值受到越來(lái)越多的重視，近年來(lái)鈉離子電池受到科研界廣泛關(guān)注，國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)不斷研發(fā)取得重大突破。

2015年，中國(guó)科學(xué)院物理研究所博士生李云明、研究員胡勇勝等在鈉離子電池碳基負(fù)極材料上取得了突破，采用成本更加低廉的無(wú)煙煤作為前驅(qū)體，通過(guò)簡(jiǎn)單的粉碎和一步碳化得到了一種具有優(yōu)異儲(chǔ)鈉性能的碳負(fù)極材料。

2016年4月，蘇州大學(xué)和德國(guó)普朗克固態(tài)研究所研究人員開(kāi)發(fā)了一種陽(yáng)極氧化制備硫摻雜的TiO2納米管陣列，該自支撐的陣列管道結(jié)構(gòu)不僅可以提供更多的反應(yīng)活性表面，大幅度提高電子電導(dǎo)率。

2016年8月，北京大學(xué)的Xusheng Wang等人利用簡(jiǎn)單高溫固相法合成了一種新型金屬硫化物負(fù)極材料SnSSe，該材料表現(xiàn)出了優(yōu)秀的循環(huán)性能和倍率性能。

2017年2月，中國(guó)科學(xué)院物理研究所博士生李云明、研究員胡勇勝等采用成本更加低廉的無(wú)煙煤作為前驅(qū)體制作出鈉離子電池負(fù)極，通過(guò)簡(jiǎn)單的粉碎和一步碳化得到了一種具有優(yōu)異儲(chǔ)鈉性能的碳負(fù)極材料，為其進(jìn)一步市場(chǎng)化應(yīng)用提供了可能。

電池企業(yè)紛紛發(fā)力鈉離子電池領(lǐng)域

鈉離子電池前景廣闊，未來(lái)將逐步取代鉛酸電池，在低速電動(dòng)車(chē)中獲得廣泛應(yīng)用，電池企業(yè)未雨綢繆紛紛發(fā)力鈉離子電池領(lǐng)域。

住友電氣

住友電氣工業(yè)在2013年開(kāi)發(fā)出了即使電池內(nèi)部溫度較低也能工作的鈉離子電池。因?yàn)闊o(wú)需散熱空間，所以體積成功縮小到了鋰電池以下。目標(biāo)是應(yīng)用于住宅用蓄電池和純電動(dòng)汽車(chē)。

超威

2017年1月18日，超威集團(tuán)與美國(guó)通用電氣公司結(jié)合各自的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，共同創(chuàng)建合資公司，拓展鈉鹽電池的應(yīng)用領(lǐng)域，邁出搶灘國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)的關(guān)鍵性一步。經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，Durathon鈉鹽電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，目前已經(jīng)在全球25個(gè)國(guó)家，建成了太陽(yáng)能、風(fēng)電組合、峰值管理、通訊基站等儲(chǔ)能項(xiàng)目。

比克電池

比克電池對(duì)鈉離子電池的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入中試階段，針對(duì)鈉離子電池能量密度偏低的問(wèn)題不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，以降低人們的用車(chē)成本。鈉離子電池的循環(huán)壽命和安全性都很好，一旦測(cè)試成功將直接降低動(dòng)力電池的成本。比克電池表示，未雨綢繆的進(jìn)行鈉離子電池的開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。

東莞邁科

東莞邁科正研發(fā)新型的鈉離子電池，公司以團(tuán)隊(duì)擁有的50多篇鈉離子電池相關(guān)論文和9項(xiàng)鈉離子核心專(zhuān)利為基礎(chǔ)，目前已在鈉離子電池材料制作、平臺(tái)建設(shè)等方面獲得了突破性的進(jìn)展，新申請(qǐng)了發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)。2016年底，團(tuán)隊(duì)圍繞鈉離子電池有機(jī)系和無(wú)機(jī)系原材料性能的提升，完善工藝制作和平臺(tái)建設(shè)，到2017年中旬將小規(guī)模試制，預(yù)計(jì)2018年底前完成小規(guī)模應(yīng)用。

豐田

豐田新開(kāi)發(fā)的鈉離子技術(shù)可有效提升電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程，最大可達(dá)到驚人的1000公里，而且價(jià)位更低。豐田新電池使用了鈉基化合物作為正極的鈉離子電池，電池產(chǎn)生的電壓高出鋰離子電池30%。據(jù)悉，豐田正加快推進(jìn)研究，預(yù)計(jì)2020年前后可投入實(shí)際應(yīng)用。該電池一旦商業(yè)化，價(jià)格會(huì)比傳統(tǒng)鋰電池更低。

小編說(shuō)

隨著電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，不同技術(shù)路線(xiàn)的電池都有屬于自己特定的細(xì)分市場(chǎng)，未來(lái)鈉離子電池在公交系統(tǒng)和低速電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域?qū)��?huì)得到一定的應(yīng)用。隨著鈉離子電池研發(fā)技術(shù)不斷進(jìn)步以及工序成本日益降低，未來(lái)鈉離子電池市場(chǎng)前景可期。