文:懂車帝原創 邢秋鴻
[懂車帝原創 行業] 新能源汽車興起的時間並不長,但鋰電池一直以來都佔據絕對的“統治地位”。但是近段時間,不斷有新型電池的訊息傳出,例如:寧德時代的鈉電池。最近,又有新型電池走入人們的視野。
近日,財聯社報道稱,美國科學家在最新一期的《美國化學學會雜誌》上發表了一篇論文稱,他們研製出了一種新式鈉硫電池,解決了同類電池普遍面臨的枝晶等問題,讓電池的壽命更長,歷經300次充放電仍然能保持效能穩定。
最新研究負責人、美國得克薩斯大學奧斯汀分校材料研究所所長阿魯姆甘·曼提拉姆教授說:“鈉和硫含量豐富,對環境無害,而且成本更低,鈉硫電池堪稱一種‘夢想電池’。”
在曼提拉姆團隊近期開展的兩項鈉電池研究中,科學家們調整了電解液的組成,有助離子在陰極和陽極之間來回移動,刺激電池的充電和放電。此外,他們還攻克了鈉電池中的常見問題——電池陽極上會生長出針狀結構樹枝晶,導致電池迅速老化、出現短路,甚至起火爆炸。
研究人員解釋說,在以前的鈉硫電池電解液中,由硫形成的中間化合物會溶解在電解液中,並在電池內的兩個電極之間穿梭,導致材料損失、部件退化和枝晶形成。而他們調配的新電解液採用惰性(不參與化學反應)溶劑稀釋濃鹽溶液,從而使電解液保持“半溶解”狀態。
結果表明,新電解液可以防止硫溶解,從而解決了穿梭和枝晶的問題。這使電池的壽命更長,歷經300次充放電迴圈仍表現出穩定的效能。
鈉硫電池的優勢很明顯,除了成本低、對環境友好之外,它還具備能量密度高、充放電效率高等。理論上鈉硫電池能量密度最高可達760瓦時/千克,不過目前只能做到150-240瓦時/千克。
不過,看似具備優勢的電池,為什麼現在沒有廣泛應用?一方面,是鈉硫電池的安全性較差,原材料特別易燃,所以在安全方面存在較大的難度;另一方面,常溫下硫導電性很差,使用條件苛刻,需要外部進行加熱加溫。
所以,鈉硫電池為數不多的應用案例集中在固定場合下的儲能領域,目前全球已有上百座鈉硫電池儲能電站在執行。
雖然鋰電池在汽車領域具備絕對的優勢地位,但是過去一年,鋰電池原材料價格飛漲,很多企業現在都在進行新型電池的研發。如果新型鈉硫電池能夠成功商業化,那麼電動汽車的動力電池選擇又多了一項。