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2022-05-10 10:18:01 jinqian 1

耀世娱乐·耀世平台·耀世注册二次电池与能源变革

耀世娱乐·耀世平台·耀世注册自1800年意大利物理学家亚历山德罗•伏特发明了人类历史上的第一个电池——伏打电堆以来,电池这种能够提供持续而稳定电流的装置历经200余年的发展,不断满足人们对电力灵活运用的需求。近年来,随着对可再生能源利用的巨大需求和对环境污染问题的日益关注,二次电池(又称可充电电池或蓄电池)这种能够将其他形式能量转换成的电能预先以化学能的形式存储下来的储能技术,在新一轮能源变革中迎来新的发展机遇。

在众多二次电池中,耀世娱乐·耀世平台·耀世注册锂离子电池率先把握住了这一重要发展机遇。二十世纪七十年代在欧洲开启研究,1991年在日本实现商业化,迅速获得市场的认可,成为“4C” 产品(即计算机、通讯、网络和消费电子)不可或缺的重要组件。近二十年来,又在各国政府的大力支持下,锂离子电池在新能源汽车领域的发展势头同样强劲,同时中关村储能产业技术联盟2019年统计数据显示在全球电化学规模储能示范项目中,锂离子电池的占比高达80%。目前,全球锂离子电池的生产制造规模达到了空前水平,2019年的诺贝尔化学奖给予了锂离子电池极高的肯定。

尽管如此,仅靠锂离子电池这一项储能技术并不能全面改变传统能源结构,受锂资源储量(~17ppm)和分布不均匀(~70%在南美洲)的限制(特别是我国目前80%锂资源依赖进口),锂离子电池难以同时支撑起电动汽车和电网储能两大产业的发展。因此,锂离子电池的替代或备选储能技术成为世界各国新能源技术竞争焦点,谁将成为继锂离子电池之后的另一储能技术新星备受瞩目。

耀世娱乐·耀世平台·耀世注册钠离子电池:后起之秀

在此背景下,与锂离子电池具有相同工作原理和相似电池构件的钠离子电池再次受到关注。实际上,早在二十世纪七十年代末期钠离子电池几乎与锂离子电池同时开展研究,由于受当时研究条件的限制和研究者对锂离子电池研究的热情,钠离子电池的研究曾一度处于缓慢和停滞状态,直到2010年后钠离子电池才迎来它的发展转折与复兴,近十年来钠离子电池的研究更是取得了突飞猛进的发展。这离不开对锂离子电池研究经验的成功借鉴,更离不开对钠离子电池本征优势的不断探索。


随着研究的不断深入,研究者发现钠离子电池不仅具有钠资源储量丰富、分布广泛、成本低廉、无发展瓶颈、环境友好和兼容锂离子电池现有生产设备的优势,还具有较好的功率特性、宽温度范围适应性、安全性能和无过放电问题等优势(图1)。同时借助于正负极均可采用铝箔集流体构造双极性电池这一特点,可进一步提升钠离子电池的能量密度,使钠离子电池向着低成本、长寿命、高比能和高安全的方向迈进。

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图1 钠离子电池优势

耀世娱乐·耀世平台·耀世注册经过世界各研究组的共同努力,钠离子电池在电极材料、电解质材料、表征分析、储钠机制探索和电芯技术等方面不断取得突破,钠离子电池相关文章的发表数量迅速增加,专利的申请数目逐年递增。2020年,美国能源部公布了对电池研究计划的布局,着力开展对动力电池和储能电池的基础研究与先进制造,在此计划中明确将钠离子电池作为储能电池的发展体系。欧盟储能计划 “电池2030” 项目公布了未来重点发展的电池体系,包括锂离子电池、非锂离子电池和未来新型电池,其中将钠离子电池列在非锂离子电池体系的首位。

欧盟“地平线2020研究和创新计划”更是将“钠离子材料作为制造用于非汽车应用耐久电池的核心组件”重点发展项目(资助800万欧元)。截至2020年,耀世娱乐·耀世平台·耀世注册全球已约有二十多家企业致力于钠离子电池的研发,包括英国Faradion公司、法国Timat、日本岸田化学、美国Natron Energy等公司,以及我国的中科海钠、钠创新能源、星空钠电等公司,都在进行钠离子电池产业化的相关布局,并取得了重要进展。

由此可见,钠离子电池已成为世界各国竞相发展的储能技术。现在的问题是,在新一轮的电池技术角逐中,中国是否有机会率先在全球范围内实现钠离子电池的商业化?