鈉離子電池

2021-02-15 風口調研

馬老師：「 在過去250年歷史長河中，人類先後利用煤炭、石油、天然氣作為人口大幅增長、生產力大幅提升的基礎原材料。但煤油氣在全球各國的分布不均，帶來了無窮無盡的掠奪、衝突和戰爭。不過，這一切都已經成為歷史，即將被人類扔進歷史的垃圾桶。由於以「風光儲電力」為核心的第三代能源已經全面擺脫補貼並全面進入平價時代，人類在未來的100年中，可以不再依賴於資源分布極為不均的「煤油氣」，而依賴於只要有土地和陽光就能產生的光伏電力。

而人類能源結構在未來30年中的重大變化，必將作用於未來100年，也必將推動全球政治上層建築的深化與發展。我們站在2021年這個時間點上，完全可以暢想，能源革命對於未來100年的人類社會的深刻改造和全面升級！當國家與國家之間不再為了能源而發生衝突，當全球各族人民能和諧、共贏的激發各自的潛能並快速提升生產力，人類命運共同體的口號必然能成為現實！」

為什麼介紹鈉離子電池呢？

陳立泉院士在2021電動車百人論壇講到：

為什麼介紹鈉離子電池呢？因為鋰離子電池現在全世界都在做，如果說全世界的車都用鋰離子電池來開，全世界的電能都用鋰離子電池儲存，根本不夠，所以我們一定要考慮新的電池，鈉離子電池是首選。

 

鋰的含量是相當少的，只有0.0065%，鈉的含量2.75%，鈉的含量相當多。

以前也提過這個鈉離子電池，引述自《從一個PhD的找工作經歷，預判電池技術路線》：

我也諮詢了很多德國的電池研究學者及企業界人士，應該說不少人並不認為鈉離子電池最終價格（$/Wh）會比鋰離子電池低。但是同時，歐洲又是鈉離子電池研究的重鎮，特別是西班牙的CIC，當然法國也對鈉離子電池很感興趣，英國也有主攻鈉離子電池的初創公司。

這背後的邏輯可能並不是價格驅使。我感覺他們做這一研究的驅動力就是在歐洲這一礦產十分貧瘠的地方，鈉元素的廣泛分布及其易獲得性，使得鈉離子電池成為能源安全的理想保障，特別是鈉離子電池與鋰離子電池的原理、結構完全一致，不需要做多大改動就可以替代。所以我感覺，鈉離子電池的意義，與其說會大規模替代鋰電池，不如說是個應急替代品，或者說，是個能源安全的砝碼。

我個人感覺鈉離子電池大概永遠也不會比鋰離子電池的性價比更高，但是作為分散能源安全的放在其他籃子中的雞蛋，鈉電池研究應該會持續獲得經費資助。當然所有人都受現實的局限，沒人能判斷科學的進程，更何況我等小人物，但是電池這個學科的熱度，與其說是源自科學的重大發現，不如說是技術的陸續突破。正如一開始說的那樣，目前的電池本質就是氧化還原反應，原理不是很難。所以用不同的離子根本算不得什麼創新。如果說未來某種技術會使鈉電池有重大突破，只要還是當前定義下的氧化還原搖椅式電池，那麼該技術用於鋰電池體系，極大概率會比鈉電池好。所以我才大言不慚的說鈉電池大概率永遠也趕不上鋰電池。

回到最前面馬弋崴老師呼喊的「能源的和平利用時代」，雖然人類不再依賴於資源分布極為不均的「煤油氣」，但儲能所需的鋰資源仍然分布極為不均，為了避免從石油戰爭到鋰礦戰爭，發展鈉離子電池和氫能，勢在必行。

歡迎加入：

相關焦點

  • 鈉離子電池,大有可為
    比如，你現在手裡的手機中的鋰離子電池。 目前鋰離子電池的綜合性能是所有電池技術中最優秀的，但是有限的鋰資源以及我國高達80%的鋰資源對外依存度，使鋰離子電池很難同時滿足未來我國大規模儲能、電動交通工具以及消費電子的需求。 壓力著實很大…… 而鈉離子電池的歷史使命便是大規模儲能！
  • 鈉離子電池:中國的機會
    鈉離子電池：後起之秀在此背景下，與鋰離子電池具有相同工作原理和相似電池構件的鈉離子電池再次受到關注。實際上，早在二十世紀七十年代末期鈉離子電池幾乎與鋰離子電池同時開展研究，由於受當時研究條件的限制和研究者對鋰離子電池研究的熱情，鈉離子電池的研究曾一度處於緩慢和停滯狀態，直到2010年後鈉離子電池才迎來它的發展轉折與復興，近十年來鈉離子電池的研究更是取得了突飛猛進的發展。
  • 《Science》發表鈉離子電池研究成果:鈉離子電池技術或將再進一步?
    該研究提出了一種簡單的預測鈉離子層狀氧化物構型的方法，並在實驗上證實了該方法的有效性，為低成本、高性能鈉離子電池層狀氧化物正極材料的設計和製備提供了理論指導。據悉，這是《Science》創刊百餘年來首次刊登鈉離子電池領域相關文章，不僅表明了國際主流科學界對該技術突破的重視，也佐證了我國鈉離子電池前沿技術已比肩國際最頂尖水平。
  • 聊一聊被忽略的鈉離子電池
    早在20世紀80年代，鈉離子電池和鋰離子電池就已經被研究，隨著鋰離子電池的成功商業化，鈉離子電池的研究逐漸放緩。
  • 鈉離子電池能取代鋰離子電池嗎?
    鈉離子電池是鋰電池的潛在替代品，但鋰離子電池的陽極卻不能為鈉離子電池提供同樣的性能。對於鈉離子電池來說，缺乏結晶結構的無定形碳被認為是一種有用的陽極，因為它有缺陷和空隙，可以用來儲存鈉離子。氮/磷摻雜的碳也具有不錯的電性能。
  • 鈉離子電池:鋰電池盛世下的「後起之秀」
    的文章，將鈉離子電池推到了人們視野中。不難發現，近半年來鈉離子電池的研究發展進入密集化時期，雖然還沒有進入商業化，但是鈉離子電池無疑成為鋰電池盛世下的「後起之秀」。尋找合適的電極材料一直都是鈉離子電池發展的關鍵。近日，鈉離子電池負極材料得到突破。
  • 「電池國家隊」研發出新型鈉離子電池，價格比肩鉛酸電池
    鈉離子電池重出江湖在今天看來，鋰電池已經成了各種電子設備電池、動力電池的絕對主流選項，相較而言，鈉離子電池的市場份額幾乎可以忽略不計。但在研究歷程上，兩個技術路線有著幾乎同步的起點。在「前瞻性」思維的推動下，鈉離子電池路線重新獲得了研究者的關注。且鈉離子原理跟鋰電池完全一樣，工藝也基本一樣，只是金屬元素性質上存在一些差別，因此鈉離子電池成為一個順理成章的替代選擇。
  • 從鋰離子電池到鈉離子電池，我們面臨哪些挑戰與機遇？
    但是高溫鈉離子電池應用範圍較窄，因此大約在2000年左右人們由開始關注能夠在常溫下工作的鈉離子電池，人們發現硬碳材料由於較大的石墨層間距，因此在鈉離子電池中也能夠呈現300mAh/g以上的容量。在2010-2013年期間對於鈉離子電池的研究進入高峰，大量的研究成果湧現，目前鈉離子電池的主要正極材料有氧化物類、聚陰離子類和普魯士藍三大類。
  • 十年執著的「鈉」鈉離子電池迎來「黎明」
    當很多人在公共場合關注鋰離子電池時，他把注意力轉向了「冷門」的鈉離子電池，而這「一眼」就是10年，也開啟了鈉離子電池產業化的大門。此時，胡永生不僅是中國科學院物理研究所的研究員，也是中科海納的創始人。 不久前，中科海鈉生產的世界上第一款具有自主智慧財產權的鈉離子電池批量生產。目前電池容量可達30萬節電池/月。
  • 鈉離子電池:從基礎研究到工程化探索
    摘 要近年來，對低成本儲能技術日益增長的需求促使越來越多的科研人員和工程師加入到鈉離子電池基礎研究和工程化探索的事業中來，鈉離子電池以可觀的速度在近10年內快速成長。本文首先分析了全球鋰資源形勢，尤其是我國鋰資源存在的潛在風險；隨後回顧了鈉離子電池的前世今生，並著重介紹了近些年全球鈉離子電池的產業化現狀。
  • 執著「鈉」十年鈉離子電池迎來「破曉」
    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。　　實際上，在胡勇勝團隊開展鈉離子電池研究時，雖然鈉離子電池不是熱門領域，但已有其他團隊在研究，但胡勇勝給自己定了「做科研就要做用得上的研究，做用戶最需要的鈉離子電池」的目標。
  • 鈉離子電池：從基礎研究到工程化探索
    關於鈉離子電池的研究可以追溯到20世紀70年代，甚至早於鋰離子電池的研究。雖然在1991年後鋰離子電池的成功商業化吸引了大多數科學家的注意力，但鈉離子電池的發展卻從未停止，近10年來鈉離子電池的相關研究更是迎來了井噴式增長，另外關於鈉離子電池工程化的嘗試也常有媒體報導。
  • 新能源汽車電池最新研究進展,高容量的鈉離子電池
    圖/新能源汽車鈉離子電池是一種很有應用前景的電池。而且鈉和Li元素在元素周期表中位於相同的主族，具有類似的化學物理性質，這也使得鈉作為二次電池的儲能介質具有與Li類似的機制。但是由於鈉離子的離子半徑大於Li離子，使得鈉離子難以插入到現有的活性電極材料中，這也導致了Na離子電池發展和應用的嚴重遲緩。因此研究開發高性能、低成本的鈉離子電池電極材料，特別是陽極電池材料具有重要意義。
  • 在50年後 鋰離子電池的難兄難弟鈉離子電池終於實現量產!
    什麼是鈉離子電池？ 　　要解釋什麼是鈉離子電池，我們首先說一下什麼是鋰離子電池。 　　而和鋰離子電池一樣，鈉離子電池(Sodium-ion battery)也是一種二次電池(充電電池)，它與鋰離子電池工作原理相似，不過它主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作，而不是鋰離子。
  • 鈉離子電池技術或將再進一步?《Science》創刊百餘年來首發鈉離子...
    鈉離子電池論文首次在《Science》發表11月6日，由中科海鈉創始人兼董事長胡勇勝研究員主導撰寫的鈉離子電池論文《Rational design of layered oxide materials for sodium-ion batteries》在世界頂級學術刊物《Science》上發表。
  • 在50年後,鋰離子電池的難兄難弟鈉離子電池終於實現量產!
    中科海鈉是一家專注於新一代儲能體系 - 鈉離子電池研發與生產的高新技術型企業，企業擁有多項鈉離子電池材料組成、結構、製造和應用的核心專利，是國際少有擁有鈉離子電池核心專利與技術的電池企業之一。公司聚集領先的技術開發團隊，現擁有以中國科學院物理研究所陳立泉院士、胡勇勝研究員為技術帶頭人的研究開發團隊。什麼是鈉離子電池?
  • 鈉離子電池實現量產,成本優勢明顯,將會取代鋰離子電池?
    如今的科學技術發展得飛快，人們對於實用的生活用品的追求也越來越明顯，例如常常出現在生活各個方面的鋰電池，是目前的最佳選擇，但它也有自己的劣勢鋰元素稀少，價格稍高，所以越來越多的研發團隊都想研發出可以代替鋰電池又性價比高新電池。
  • 鈉離子電池實現量產，成本優勢明顯，將會取代鋰離子電池？
    >又出現在大眾的視線裡了，其實在70年代的時候鈉離子電池和鋰離子電池都是重點的研究方向，鈉離子電池和鋰離子電池都不需要複雜的氧化還原反應只要保證離子在陰陽極中來回穿梭就能正常的工作了，只是鋰離子電池先一步被商業化了反而導致了鈉離子電池的發展之路默默無聞。
  • 高比能、長壽命的柔性固態鈉離子電池問世
    鋰離子電池發展勢頭強勁，但鋰離子電池本身卻開始面臨著增長的極限，尤其是使用壽命與能量密度的提高越來越困難，因此在尋找鋰離子電池替代技術方面，鈉離子電池成為一個新的極具應用潛力的方向。鈉離子電池是一種二次電池（充電電池），主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。
  • 低成本、高性能鈉離子電池技術獲進展
    記者獲悉，這是《科學》創刊百餘年來首次刊登鈉離子電池領域相關文章，不僅表明了國際主流科學界對該技術取得突破的重視，也反應了我國鈉離子電池前沿技術已達到國際領先水平。該成果的主要研究人員包括中科院物理所博士趙成龍、副研究員陸雅翔、研究員胡勇勝，法國波爾多大學教授Claude Delmas和荷蘭代爾夫特理工大學教授Marnix Wagemaker教授等。