鈉在世界向電動汽車過渡的過程中會起到什么作用。
伴隨著對電動汽車的需求上升到新的高度，對價格合理，效率高的電池的需求也越來越大可是，由于電池供應(yīng)的短缺以及鋰是一種有限的資源，鋰離子電池的可持續(xù)使用實際上是值得懷疑的
雖然鋰離子電池技術(shù)在過去十年取得了很大的進步，但人們越來越擔(dān)心圍繞這些電池的創(chuàng)新開始放緩例如，雖然鋰離子電池的價格在過去十年下降了約73%，但從2017年到2021年僅下降了約28%
不用說，如果鋰離子技術(shù)沒有重大突破，我們肯定需要一種替代材料來推動世界向電動汽車過渡幸運的是，鈉似乎是一個可行的選擇它含量豐富，價格便宜，更環(huán)保，化學(xué)性質(zhì)與鋰相似
但是，雖然這聽起來不錯，但鈉實際上適合用于電池嗎如果是，為什么還沒有人開始量產(chǎn)
鈉電池令人信服的前景
簡而言之，一些研究人員認為，鈉最終將取代電池中的鋰這是因為，如前所述，鈉的化學(xué)成分一般與鋰相似所以這兩種電池使用的技術(shù)其實是一樣的
在鋰離子電池中，鋰位于電池的陰極和電解質(zhì)中，而陽極由石墨制成同樣，鈉離子電池在陰極和電解液中都使用鈉，用某種形式的硬碳代替陽極中的石墨
本質(zhì)上是木炭的硬碳也比石墨更有益，因為它具有輕而硬的性質(zhì)硬碳還可以兼容更廣泛的電解質(zhì)，這使得鈉離子電池擁有更寬的安全工作溫度范圍成為可能
由于兩者差別最小，已經(jīng)有了功能性鈉離子原型例如，世界上最大的電池制造商之一CATL公司去年推出了一個概念其能量密度為每千克160瓦時，15分鐘即可從0—80%充電完畢
雖然充電速度令人印象深刻，但能量密度揭示了鈉的一個弱點鈉作為鋰的替代品在很大程度上被忽視的原因之一是它略重伴隨著鈉重量的增加，鈉離子電池的能量密度通常低于鋰離子電池在這種情況下，CATL的鈉離子原型的密度為160Wh/kg，而特斯拉即將推出的4680鋰電池的密度估計為272—296Wh/kg
但在人們感到氣餒之前，值得一提的是，總部位于英國的電池公司Faradion估計，它將能夠獲得第一個超過200瓦時/千克的全尺寸鈉離子電池當(dāng)然，它的電池水平與特斯拉不太一樣，但這將使它與其他電動汽車生產(chǎn)的大多數(shù)電池相當(dāng)，后者通常在185瓦時/千克左右徘徊
因此，除了更便宜，更容易生產(chǎn)，更環(huán)保和在極端溫度下更穩(wěn)定之外，這些電池很可能與鋰離子電池的能量密度相媲美，盡管鈉的重量不利。
鈉技術(shù)如何改變電動汽車的面貌。
至于鈉真正對電動汽車市場產(chǎn)生了怎樣的影響，最具革命性的是它的可持續(xù)性從成本的角度，法拉第估計鈉離子電池的價格可能比鋰離子電池低24—32%考慮到鋰本身通常占電池總成本的30—40%，這一點不難相信
考慮到電池組可以對電動汽車30%以上的價格負責(zé)，這種成本的降低對于平價電動汽車的出現(xiàn)至關(guān)重要如果將一輛價值5萬美元的典型電動汽車換成鈉離子電池，價格至少會下降4800美元，降幅為9.6%雖然降價10%不會讓電動汽車一夜之間跌破25000美元，但這絕對是朝著正確方向邁出的一步
可持續(xù)發(fā)展的另一個標準是這些電池的最終耐用性歷史上，鈉離子電池一直被批評耐用性差，這通常源于這些電池的離子容易破壞其內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)可是，由于美國能源部太平洋西北國家實驗室的突破，這種損害現(xiàn)在可以避免
PNNL的概念通過調(diào)整形成電池電解質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，克服了鈉離子的持久性問題由于這一變化，PNNL的電池保持了90%以上的容量，超過300次充電循環(huán)是的，這是一個模糊的數(shù)值范圍，但是，根據(jù)電池提供的范圍，你可以預(yù)計在75，000—90，000英里的過程中有10%的退化雖然這明顯比現(xiàn)在的鋰離子電池技術(shù)差，但是要記住，更換鈉離子電池的經(jīng)濟負擔(dān)比更換鋰離子電池要小得多
在可回收性方面，鈉離子電池可以完全放電到0伏，優(yōu)于鋰電池相比之下，鋰離子電池通常會保留30%的電量，這使得它們在回收時存在潛在的危險因此，鈉離子電池不僅回收更安全，而且缺乏鈷或石墨等原材料，這也使它們對環(huán)境的危害更小
總的來說，鈉離子電池比鋰電池有很多優(yōu)勢，包括成本，環(huán)境影響，可用性和安全性，但仍然面臨耐用性和能量密度的問題換句話說，這項技術(shù)需要幾年的發(fā)展才能用于乘用車
換句話說，這些缺點有的可能在上市時并不那么突出可是，在此之前，看看這項有前途的技術(shù)如何發(fā)展，以及它在世界向電動汽車的過渡中發(fā)揮什么作用，將是一件有趣的事情
閱讀延伸
新能源汽車和動力電池在產(chǎn)業(yè)鏈上形成了深度綁定關(guān)系動力電池作為新能源汽車的心臟，決定了很多關(guān)鍵的車輛性能參數(shù)
整體來看，動力電池沿著高比能量和高安全性兩條技術(shù)路線發(fā)展伴隨著各種細分技術(shù)的不斷迭代，未來新能源汽車的動力電池將全面滿足車主在續(xù)航里程，充電時間，行車安全等方面的需求480大圓柱電池，固態(tài)電池，鈉離子電池，非自燃電池等新技術(shù)即將投入使用，有望極大緩解新能源車主的痛點
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