鈉離子電池VS鋰離子電池,誰是電池的詩與遠方
也許他倆都不是
一、同族兄弟
鈉和鋰是同族兄弟,鈉在1A族3週期,有3層電子,鋰在1A族2週期,有2層電子,因此鈉原子體積更大。
1970年代末期,鈉離子電池和鋰離子電池,幾乎同時開始了研究工作。
但是由於技術條件限制,研究者選擇了鋰離子電池作為重點研究方向。
因為鈉的離子半徑更大。
這半徑差別,導致鈉離子電池能達到的能量密度,遠遠不及鋰離子電池。
從此鈉離子電池的研究,在很長一段時間裡,處於緩慢和停滯狀態。
二、鋰離子電池的煩惱
但是,鋰離子電池的優秀,也不是沒有代價。
鋰電池有能力有脾氣,伺候不好就易燃易爆。
不但新能源車會起火爆炸,電動腳踏車會起火爆炸,連貼身使用的手機、充電寶也會炸,當年三星手機因為電池爆炸,被全世界禁止帶上飛機。
如果說提高技術,小心使用,能減少爆炸問題,那麼鋰資源的儲量問題,是另一個巨大難題。
我國鋰資源儲量佔全球的20%左右,但是礦石品質低,而且90%都在西部偏遠地區,開採難度大,導致我國80%的鋰資源都依賴進口。
2017年有外媒報道稱,我國消費了全球超過40%的鋰,按這個說法,以後全球的鋰可能都不夠我國用。
三、鈉離子電池的追趕
人們都看到了這個問題,於是鈉離子電池迎來了它的發展轉折點,開始了對鋰電池的快速追趕。
由於與鋰離子電池具有類似的工作機理和電池結構,鈉離子電池近年來取得了突飛猛進的發展。
今年7月29日,寧德時代釋出的鈉離子電池,能量密度達到160Wh/kg,相當於三元鋰電池的67%,磷酸鐵鋰電池的80%
看上去鈉離子電池的時代似乎馬上就要到來了。
但是,有沒有覺得哪裡不對勁?
四、電池雙雄原來是過客
鈉離子電池,如果把鋰離子電池當對手,那可能真選錯對手了
因為鋰離子電池其實“弱爆了”
今年3月9日,工信部發布了《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄(2021年第2批)》,目錄中量產車電池系統能量密度最高是200.22Wh/kg。
今年1月份,寧德時代分享了2021版動力電池的技術路線,其中能量密度最高的三元鋰電池,2021年至2023年能量密度介於240-300Wh/kg,2025年能量密度達到400Wh/kg,到2030年能量密度突破500Wh/kg。
汽油的能量密度是多少?4.6x10的7次方焦耳/kg,換算下來是12778Wh/kg。
就是說,汽油的能量密度,約是今年新能源車電池的60倍,到了2025年是30倍,到了9年後仍然還有25倍。
而鈉離子電池,能量密度還遠低於鋰離子電池。
所以現在已經很明白了,鈉離子電池,鋰離子電池,都是妥協的路線,都是過渡性的技術。
詩與遠方在更遠的遠方,鈉離子電池和鋰離子電池,是途中的美麗花朵,我們猜一猜,誰是遠方的遠方?
氫,會是你嗎?