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鈉離子電池能趕上鋰離子電池嗎?

鉅大LARGE  |  點擊量:738次  |  2021年03月26日  

據悉,Phillips66能源研究與創新副總裁AnnOglesby表示:我們有世界一流的研究團隊正在研究各種能源生產和存儲技術,這些技術可幫助滿足世界不斷上升的能源需求,同時推進低碳未來。我們很高興將部分資源與Faradion一起發揮用途,因為Faradion致力于使用高性能陽極材料,并將改變游戲規則的技術推向市場。


其中,碳是首選的電池陽極材料,這也是Phillips66選擇法拉第的原因。根據德國德累斯頓的亥姆霍茲科研中心(HZDR)領導的德俄工作小組所發表的報告,納米碳有助于改善目前電池的石墨陽極無法讓足夠的鈉駐留的問題。


就像報告指出的,采用超薄碳材料雙層石墨烯,可以在陽極中儲存比石墨更多的鈉離子。假如未來能置換現在常用的石墨陽極,將石墨烯電極裝設在鋰離子電池中,能顯著提升電池容量。


我們了解,目前汽車行業應用的都是鋰離子電池,而且,之前由于研究投入太少,目前鈉離子電池的性能仍比鋰離子電池落后約20年。不過,與其他儲能技術相比,鈉離子電池技術有一個固有優勢,因為其采用的是低成本、可持續且廣泛可用的材料,不含鈷,鋰和銅,電池具有更高的安全性以及更好的熱穩定性,算是一種安全、可持續、成本效益良好的高性能技術。


實際上,從化學屬性來說,鋰和鈉這兩種堿金屬擁有非常相似的化學特性。而鈉的取得更為容易,價格也會相對低廉。此外,鈉離子技術制作負極無需稀有的鋰鹽,只要食用鹽便足夠。高性能的陽極可以使用褐煤、木材和其他生物質制成。生產過程中也不要鈷或類似的稀有物質。

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由于鋰(相關于鈉)和鈷資源的稀有,全球的研究人員們一直在尋找新的替代辦法,包括固態電池。中科海鈉CEO唐堃就說過,地球上的鋰資源大概有不到7000萬噸,而鈉的存量大概比鋰大三個數量級,在整個地球的元素豐度中占2.3%,可謂取之不盡用之不竭。


去年,鈉離子電池的研發出現了一些突破性的進展。比如,根據一份去年五月份發表的報告,一顆由韓國研發的鈉離子電池在經過約500次完整充電循環后,其電池容量才下降至原先的80%。


此外,由一個美中研究小組開發的另一種電池,在相同的電池容量下約能完成450次充電。而一個我國團隊制作的鈉離子電池雖然容量較小,但在經過1200次12分鐘快充后,還留存70%的電池容量。


回頭來說Faradion。2015年,它與WilliamsAdvancedEngineering公司以及牛津大學合作展示了全球首款鈉電池驅動的電動汽車,一款電動自行車的演示器。法拉第的知識產權組合非常全面,包括各種專利系列,重點關注于電芯材料、電芯基礎設施、電池組設計、安全性以及交通技術。


關于此次合作,Faradion首席執行官JamesQuinn表示:此次合作協議將Phillips66在硬碳陽極材料方面的優勢與Faradion的鈉離子技術相結合,以打造下一代高性能、可持續的儲能技術。

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他還表示,我們的目標是進一步加速Faradion安全、低成本的鈉離子能源技術的大規模工業化。我們期待Phillips66能夠為Faradion快速擴大電池市場份額供應支持,并共同為全球能源市場的轉型做出貢獻。


令人欣喜的是,鈉離子電池已不再只是一個理論概念。相關技術的突破似乎已近在眼前。國際領域加碼鈉離子電池研發,也帶動了原先的一潭死水。2020年,美國能源部明確將鈉離子電池作為儲能電池的發展體系;歐盟儲能計劃電池2030項目將鈉離子電池列在非鋰離子電池體系的首位。


當然,距離鈉離子電池技術的完備、進行量產并用于電動汽車或手機上,還要一段時間。不過一旦時機成熟,由于技術相似,將生產線從鋰離子電池轉為鈉離子電池,成本應該不會太高。我們也期待這天的到來。


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