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未来可期的钠电池:充电快还不用稀土

2021/12/24

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      继锂离子电池之后,钠离子电池也越来越受关注。钠电池不使用产地分布不均的稀有金属,有望稳定采购材料,降低制造成本。过去一直认为钠电池的主要用途是设施的应急电源等固定式电源,如今还出现了将其配备于纯电动汽车(EV)的动向。

   

    

  7月底,全球最大的车载电池厂商宁德时代新能源科技(CATL)召开了线上发布会。会上播放了一条10分钟左右的视频,发布了首款钠电池。

 

  宁德时代的研究人员在登台介绍产品时强调,这款钠电池15分钟可充电80%以上,在零下20度的环境下也可以稳定供电。据介绍,钠电池将供给低价位纯电动汽车,目标是2023年达到实用化。

 

宁德时代的线上发布会画面(7月底)

  

  钠电池跟锂电池的原理基本相同,只是将运输电子的物质由锂离子换成了钠离子。最大的优点是不使用锂及钴等稀有金属。这些稀有金属的产地有限,并且随着全球电动汽车的产量扩大,有可能出现供求紧张。钠的原料是盐,很容易从海水中提炼,因此更易实现稳定供应。

 

  宁德时代以外的企业也在开发钠电池。日本电气硝子11月宣布,开发出全固体钠电池,并已成功驱动。此前负极使用的是遇水就剧烈反应的金属钠,现在换成了采用结晶玻璃的材料,提高了安全性。

 

  美国初创企业Natron Energy生产销售用于数据中心应急电源的钠电池。据说8分钟就可以充满电,可以使用5万次以上。

 

  钠电池的成本低,因此主要用于应急电源及可再生能源的储存等大量使用的固定式电源。但如果随着材料开发,蓄电量增加,还将推进用于市场更大的纯电动汽车。据富士经济预测,钠电池2020年的全球市场为1亿日元左右,到2035年将扩大到493亿日元。

 

  钠离子比锂离子大,因此不能很好地收纳于负极,可运输的电量处于劣势。宁德时代发布的钠电池目前能量密度为160瓦时/kg,比普通的锂电池低3~4成左右。

  

  不过,也有一些令人期待的研究成果。日本东京理科大学及冈山大学开发出了钠电池的负极材料,容量比锂电池的石墨大3成。东京理科大学教授驹场慎一表示,能量密度“有可能超过锂电池”。兼顾资源丰富度和蓄电量的研发活动将继续。

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