钠离子电池未来会取代锂离子电池吗?两者之间有何异同

来源：存能电气  日期：2020-04-03 10:49  浏览量：次

钠离子电池未来会取代锂离子电池吗？两者之间有何异同？随着能源危机的日益严重，锂离子电池和钠离子电池等新型储能电池越来越受到关注。和传统铅酸电池、镍镉电池相比，锂离子电池和钠离子电池均具有循环寿命长、可逆储存能量高、对环境友好、无毒无污染等优点。但是由于锂资源是一种相对稀缺的资源，因此面对节节攀升的碳酸锂价格，使得人们再次关注钠离子电池。

钠离子电池能否取代锂离子电池

钠离子电池优势

1.丰富的钠资源

ESS应用需要大规模生产电池。电池成本使得ESS在可再生能源和智能电网中的应用至关重要，具有成本效益的电池技术是首选。电池成本主要取决于所选择的电极材料，有机电解质和隔膜。正极材料约占电池总成本的三分之一，其成本在整个电池成本中起关键作用。

2.钠离子电池的成本

钠离子电池的成本低于锂离子电池，但无论是锂离子电池还是钠离子电池，其中正极材料的成本所占比例最高，因此，应广泛研究的钠离子电池正极材料，以便于寻求更加节俭的材料。

锂离子电池优势

1、锂离子电池技术成熟

钠离子电池与锂离子电池具有相似的工作原理，但锂离子电池的发展相对较为成熟。目前，借鉴锂离子电池正极的相关经验来制备相应的钠离子电池正极材料成为一种主要研究方法，并在一定程度上展现了较好的电池性能。

2、锂离子电池能量密度高

近年来，随着多种新型电极材料被应用，大大提升锂离子电池的能量密度、循环使用寿命和稳定性等关键性能。另外，锂离子电池的制造工艺也取得多项技术突破。日本新型耐高温全固态锂离子电池，在150℃的高温环境中仍具备良好的导电性能，此项技术扩大锂离子电池的应用范围。

钠离子电池与锂离子电池的异同

①储能机理

钠离子电池和锂离子电池具有相同的摇椅式的储能机理，对于钠离子电池来说，在充电时钠离子从正极材料中脱出，通过电解液穿过表面钝化膜嵌入到负极材料中；而在放电时，钠离子从负极材料经过电解液穿过表面钝化膜，进入正极材料。

②负极材料

目前钠离子和锂离子电池的负极材料主要有硬碳、合金、钛化合物等第五族元素等，这些材料能对钠离子/锂离子的脱嵌起支撑结构，但同时又不可避免的给材料带来了体积变化，这就需要进一步优化其负极材料。

据悉，从资源和成本的角度出发，钠离子电池被认为是人类目前最有可能用作大规模储能的电池体系。对于钠离子电池的开发，现在美国，英国，日本等各国都处于小试阶段，真正意义上的钠离子电池大规模生产尚无报道。

随着钠离子电池研究的深入，将会开发出新的材料，电池的容量和电压将会进一步得到提升。钠离子较低的成本，使得钠离子电池有望应用在智能电网或可再生能源的大规模储能中。因此在未来，钠离子电池可与锂离子电池形成高低搭配的组合，高端用锂离子电池，普通用钠离子电池。