钜大LARGE | 点击量：824次 | 2021年04月07日
新型碳负极会不会使钠离子电池替代锂电呢
随着新能源汽车用动力锂电池的快速发展，锂资源的有限和价格较高的问题日益凸显。由于钠与锂的性质相近，在自然界中的储量高且价格低廉，因此钠离子电池被科学界和产业界认为是可替代锂离子电池的下一代储能体系。
负极材料对锂/钠离子电池的快充和倍率性能的影响至关重要，但由于钠离子的离子半径远大于锂离子，目前适用于锂离子电池的石墨类负极材料已不适用于钠离子电池，开发高性能非石墨类碳负极材料关于钠离子电池的发展具有重要意义。
合肥工业大学材料科学与工程学院项宏发教授及其科研团队，利用氯化钠模板法结合优化的碳源组成制备出的三维无定形碳材料（3DAC），实现了对其微观孔隙与微区结构的有效调控。该成果利用氯化钠模板，在不显著提高比表面积的前提下，适当引入孔径为2~50nm的介孔和孔径>50nm的大孔同时，利用碳源的组成优化和氯化钠模板的限域用途，实现无序/有序微区比例的调控，从而在提高碳负极材料倍率性能的同时具有较高的库伦效率和循环性能。
实验数据表明，这一新型碳负极材料可在9.6安培每克的电流密度下充放电，获得的储钠容量与其他材料在相近电流密度下相比提升了一倍，且充放电600次后电池性能无衰减。同时，该材料合成方法简单，且制备过程无污染，因而具有广阔的应用前景。在国内也涌现了很多与锂相关的明星公司，比如做锂离子电池的宁德时代，比如供应锂矿资源的赣锋锂业。
但是锂资源在地球上十分稀少，在未来，锂资源也面对着像石油资源相同的枯竭危险。而且提取锂的工艺也比较复杂，从盐湖里提取锂，要用到萃取或者电渗析膜分离等技术，工艺繁琐而且成本较高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
从1980年出现钴酸锂离子电池技术，到1982年出现锰酸锂技术，到1991年索尼推出第一款商用锂离子电池，再到1997年提出磷酸铁锂技术，此后的20年再没有新的锂电技术出现，锂离子电池本身也开始面对着上升的极限，尤其是使用寿命与能量密度的提高越来越困难，所以寻找新的替代技术有了天然的需求。
有没有锂离子电池替代产品呢？
也许是有的，那就是钠离子电池。钠离子电池为何有可能取代锂离子电池？
钠是地球上仅次于锂的第二轻的金属元素，从元素周期表中来看，钠与锂属于同一族元素，它们的化学性质相似，因此理论上钠也可以像锂相同用来做电池。
当然了，钠的原子半径比锂要大很多，因为钠原子比锂原子要多8个电子，所以自然长得很胖。一旦长胖，就会有很多麻烦，比如它不能像锂那样嵌入到石墨中，而且它比锂要重很多，使得单位质量的电池储能就要比锂少。
但是，钠有一个优点钠元素在地球上的含量非常高，它在地球上的含量是锂的几千倍。我们吃的食盐里就有大量的钠，海水中也有非常多的钠。正因为含量十分丰富，所以钠比锂要便宜很多。
在市场上，作为锂原料的碳酸锂价格每吨要几万元；而作为钠原料的氯化钠的价格每吨只要几千元。所以，作为电池来说，钠电池与锂离子电池相比的一个突出优点就是便宜，这关于产业化来说是一个非常核心的优势。因为产业界最关心的是成本。
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