食盐里的钠离子可以做电池?来看看新型储能电池吧
电池进入人类世界已有200年的历史,作为一种应用最广泛的储能装置,在现代生活中具有不可替代的地位。特别是上世纪90年代后,锂电池开始广泛应用,这种体积小巧、电量充足的电池,不但推动了便携电子产品的发展,更是在2014年前后带来了汽车行业的动力变革。近几年随着风电、光伏等新能源行业发展,对储能的需求也快速增长,而使用锂电池进行储能,也成为了一个很好的选择。
多种需求的叠加,导致锂电池原料的供不应求,从2020年底到2022年初,短短一年多的时间里,锂的价格上涨了十倍,导致锂电池的价格越发高昂,对相关产业造成较大的冲击。我国科学家正在研制一种新型电池,这种电池以更易得到的钠为主要材料,这种新型的电池具有什么优势,它与我们的生活又有着怎样的关系呢?
什么是钠离子电池
钠元素在化学中与锂元素同族,属于碱金属,这一族的元素性质活泼,容易在反应时失去电子,是制造电池的理想材料。钠离子电池,就是以钠离子为电荷载体的电池。当对电池进行充电时,带正电荷的钠离子,从正极出发,进入电解池,穿过隔膜达到负极,并储存在那里。依靠钠离子在正极和负极之间移动就可以完成充电或放电。
既便宜又安全的钠离子电池
比较锂电池,钠离子电池的优点是便宜、安全。
锂离子电池虽然具有能量密度高等优点,但是频频出现的自燃事故,还是对其推广及发展造成不小的影响。锂离子电池之所以容易自燃,主要是因为随着充放电次数的增加,金属锂会产生枝晶,枝晶生长得越来越长,就会刺穿电池内部结构,造成短路,严重时就会造成锂电池燃烧爆炸。
而钠离子电池,在充放电过程中产生枝晶的概率要低很多,从基础原理上减少了发生自燃的可能性。另外科研人员还进行了大量挤压、穿刺等外力破坏实验,钠离子电池均能保证不起火、不爆炸。
钠离子电池能干什么
近十年来,新能源车行业和锂电池行业的高速发展,使锂资源相对紧缺的问题暴露了出来,这也成为新能源车行业未来发展的最大瓶颈。因此很多相关专家希望未来采用锂离子电池和钠离子电池混合装车的方式,这样既满足了市场基本需求,也提高了新能源车的低温性能。钠离子电池未来的应用不止于此,廉价、安全、环境适应性好的特点,还会使它在很多领域被利用。
近几年来,随着新能源的发展,大容量储能电池这一“赛道”悄然开启。终于在钠离子电池领域,我国率先突破,2015年研制出了具有完全自主知识产权的钠离子电池,2019年首座钠离子电池储能电站问世,2021年全球首套1兆瓦时钠离子电池储能装置,成功投入运行。
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