目前,锂电是智能手机、笔记本电脑和汽车电池的有效成分。但是由于锂的价格,研究人员一直在寻找另一种更为丰富的元素来代替锂。几家初创公司和已建立的公司已经提出了开发充电电池的想法,其中的活性成分是钠--锂在周期表上的邻居。
除了它的可用性,钠还有其他几个重要的特性 - 其中最重要的是它的抗着火性。 此外,斯坦福大学研究钠电池的Minah Lee回忆说:“这是一个很好的选择,因为它可以储存与锂相当的能量。
现今,许多公司正在开发钠电池,其最终目标是取代锂电池。法国国家科学研究中心(CNRS)最近宣布成立法国亚眠创业公司Tiamat,该公司将在2020年前开发并向市场推出钠可充电电池。CNRS表示,该电池将被设计成广泛的工业18650格式。
在美国,创业公司Aquion刚刚逃脱了破产的窘境。该公司的技术核心是以高容量盐水电池为能源储存。 Aquion最初由Bill Gates和Kleiner Perkins出资1.9亿美元,而Juline Titans LCC 7月以916万美元将其收购。
此外,几所大学的研究人员正试图在锂电池中使用钠。这些科学家的优势在于他们可以使用大型仪器(如加速器)来研究阳极材料及其功能。 迈克尔说:“我们可以很好地了解钠的实际去向,无论是在详细的原子水平(如何与其他原子结合)和更大的尺度,以及电极颗粒如何吸收钠时都会发生变化。 斯坦福大学负责SLAC国家加速器实验室的研究员Michael Toney说。
然而,电力公司和汽车电力系统制造商对钠电池的接受仍然处于观望态度。 目前,他们宁愿坚持锂。 Dosima Research的电池专家David Snydacker说:“当今锂离子电池技术的成本在各种市场上都非常具有竞争力。 “所以这些新的钠电池要成功,他们不仅要与传统技术竞争,还必须与锂电池竞争,目前这是一个很高的要求。”
一个尚未解决的问题是找到或创造一个高容量阳极,即电池的负极。目前广泛采用材料是硬碳,这种元素具有特殊的结构,允许在原子空间中存储钠离子。“锂离子电池使用石墨,但这不适用于钠离子,”托尼说,“相反,我们使用硬碳,这不是最理想的,没有人真正了解这种材料是什么。
另外,可扩展性是一个重要的因素,Lee说。“我们可以重新调整不同尺寸的电池。 我的电极材料的亮点是其可持续性。它是以生物质为基础的,所以如果用量更大的话,材料的优势就更加明显,“Lee说。寻找接受市场的另一个重要因素是可以用现有工业生产线生产的电池。Lee说:“[钠电池]的处理应该与锂离子电池的处理非常相似。
所以,钠电池可能会使用现有的生产线,但问题是什么时候?这个问题的答案是假定钠电池实际上是经济的,但是我们现在还不能确定这点。
虽然与Tiamat相关的研究人员已经将投入生产的最后期限定为2020年,但他们是否会达到目标还有待观察。“我们还有很多工作要做。”法国皮卡尔大学“儒勒·凡尔纳”的Mathieu Morcrette承认。
由于钠相对丰富,钠作为原料的价格远低于锂。钠每吨约150美元,而锂每吨约15000美元。Snydacker估计,经过改进后,由钠制成的电池比用锂制成的相同电池便宜5%至10%。但是由于钠电池的充电容量低于锂电池,因此钠电池比较重,需要更多的材料来制造,这比通过用钠来替代锂所节省的成本要高得多。此外,Snydacker认为钠电池的性能会差一些,最终无法与过去几十年来锂电池技术完美结合。
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原文标题:钠电池或将在不久后上市?
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