科技日报记者 刘霞
往后 ，电池锂离子电池为80亿部手机 、即将局限阶段数亿台笔记本电脑 ，迈进和畅旺展开的除夜电动汽车和储能行动办法注进不竭动力 。可是花费 ，它正迎来一名壮除夜的钠离挑衅者——钠离子电池 。
钠离子电池已快步迈进除夜局限花费阶段 ，电池有看独霸于电动汽车和储能等局限 ，即将局限阶段它比锂离子电池更便宜 、迈进更安然 、除夜更环保。花费本年4月 ，钠离全球最除夜的电池电池建造商——中国宁德时代新动力科技股分无穷公司（以下简称“宁德时代”）宣布 ，将在本年尾前启动钠离子电池的即将局限阶段除夜局限量产。
英国《天然》网站在不日的报导中指出 ，本年大年夜大年夜约就是钠离子电池时代的开启之年。不过，也有专家提示 ，要让钠离子电池进一步走向合用阶段 ，仍需啃下能量密度这块硬骨头 。
极冷不损掉落踪落链
锂离子电池仰仗高能量密度和轻量化筹划 ，普及独霸于电动汽车 。但材料成本高企 、供给链紧绷和安然隐患 ，促使建造商另辟路途 。
钠几近取之不竭 ，在地壳中的丰度是锂的1000倍以上 ，在海洋中更高达6万倍 。它可从往常的岩盐和海水中提取 ，成本更低 、本源更广 。宁德时代估计 ，到2026年尾，钠离子电池成本将与磷酸铁锂电池持平 。分化师料想 ，到2027年尾 ，钠电技能的成本优势将愈加较着 。
低温历来是锂离子电池的软肋 。据EV Talks官网报导 ，冰冻气候下 ，锂离子电解液屈就骤降 ，充电变慢 、可用容量打折 。钠离子技能却仰仗超卓的低温功用破解了这一艰苦。比如 ，宁德时代斥地的Naxtra钠电池琐细，在低至-40℃的极凉气候中仍能贯穿连接近90%的容量。
这让钠离子电池对穿越于酷冷地带的电动汽车具有非分非分出格困惑力 。本年2月 ，中国长安汽车与宁德时代合作 ，推出搭载钠离子电池的车型，率先落地于长安启源A06钠电版 ，个中心卖点恰是“极凉气候笼统不损掉落踪落链子” ，同时成本更低 。该车型筹算在本年晚些时辰正式上市 。
在耐用性上 ，钠离子电池一样进步神速 。新一代钠电池组在容量衰减至80%之前 ，已能领受超出一万次无缺充放电轮回 。对电动汽车而言，这意味着可行驶数百万千米 。良多气候下，电池组的寿命甚至比整车更长，从而除夜幅拉低交换成本 ，汲引经久持有价值。
储能新基石
更低的成本、更高的安然性 ，和超长的服役寿命 ，也让电网储能成为钠离子电池最好的用武之地 。据英国《新科学家》网站报导 ，中国、德国和美国已落成多半几座钠离子电网储能电站 。这类电站独霸钠离子电池打造除夜型储能行动办法 ，旨在平抑可再活泼力并网的闲逛，并脱节对锂成本的依托 。如今该技能已步进贸易化放置阶段 。
宁德时代已推出专为公用奇不雅不雅级独霸打造的钠基储能平台 ，琐细寿命长达25—30年。
本年6月 ，美国最除夜汽车建造商通用汽车宣布与美国钠离子电池储能琐细供给商Peak Energy杀青计策合作 ，将连络斥地专为电网级储能筹划的下一代钠离子电池琐细。这既是通用汽车初度除夜局限进军储能电池局限 ，也是美国车企在钠电线路上迈出的关头一步。
7月8日 ，Peak Energy宣布将在加州萨克拉门托兴建美国首坐电网级钠离子储能琐细公用工厂 ，总投资最高可达7100万美元。该工厂年产能将达4吉瓦时 ，足以知足近400万户家庭的年用电需求 。此外 ，Peak Energy还拓展出新的独霸处景 ，向数据中心出售钠离子电池 ，在电价低谷时储电 。
冲刺能量密度
与此同时 ，全国各地的研究者正奋力汲引钠离子电池的能量密度 ，力争促进其与锂离子电池的差距 。宁德时代宣布 ，其面向群众市场的钠离子电池能量密度已达175瓦时/公斤，正在研发的新技能有看将其推高至200瓦时/公斤 。这意味着钠离子电池在能量密度上已与磷酸铁锂电池比肩 ，不过仍只及进步先辈锂离子电池的2/3放置。
“低成外埠球储量丰富的钠离子存储联盟”带领人 、电化学家温克特·斯里尼瓦森认为 ，钠离子电池潜力极除夜，个中一些筹划在幻想上可与锂离子电池一决凹凸 。他尤其看好含有镍氧化物和锰氧化物的钠离子电池 。这类材料具有与锂离子电池关头三元正极镍钴锰酸锂近似的层状筹划 ，却比普鲁士白等材料更致密、体积更小 。当然它们仍离不开镍和锰，但用量低于罕有的锂离子电池 ，比如镍的比例可从33%降至25% 。
新加坡南洋理工除夜学电池专家孟颖则展示 ，筹划更始一样能除夜幅汲引钠离子电池的储电身手 。个中一个大胆的想象是无缺扔掉落踪负极，让钠在充电时直接以金属单质聚积 ，而非以离子外形栖身于海绵状的碳负极傍边 。这类“无负极”筹划在一次电池中很普及 ，也经久被视作汲引锂离子电池容量的妙策，却因充放电时锂枝晶的展开随便激起短路而反复受挫 。不过 ，孟颖的研究展示 ，钠构成的晶体很大年夜大年夜约具有出色的可逆性。
研究认为 ，将来的动力市场不会仰赖单一的电池品种 。锂电池将延续为寻求极致续航和紧凑筹划的高端电动汽车供给动力 ，而钠离子电池也将灵敏成为经济型电动汽车 、都邑出行、可再活泼力储存和极端气候笼统独霸的首选筹划 。跟着局限化花费延续鞭挞，钠离子电池将成为建筑更干净 、更经济 、更具韧性的动力生态琐细的关头引擎 ，重塑电动汽车与全球动力根本行动办法的疆土 。
