CATL声称已使钠离子电池成为商业现实
电池存储是能源转型的推动者，尤其是强大的锂离子设备。然而，这些设备有其缺点，因为采矿实践和锂的成本引起了人们的关注。
电池制造巨头——当代安培科技有限公司(CATL)董事长曾斌提出了一个解决方案。该公司正在商业推出无锂钠离子(Na-ion)电池。
该制造商表示，其最新产品满足了现代客户的所有要求。首先，据报道该电池显示出高能量密度，为 160 Wh/kg。这与宁德时代为特斯拉发货的 LFP 设备所达到的 200 Wh/kg 略有差距，但 Zeng 已经暗示第二代钠离子电池将达到 200 Wh/kg 大关。现代 NMC-811 设备的能量密度在 300 Wh/kg 左右。
然而，钠离子产品的其他电化学性能显然并不落后，据报道，例如，只需 15 分钟即可充电至 80%。最重要的是，据说电池在低温下运行良好。据其制造商称，在 -20 摄氏度时，钠离子设备保留其铭牌容量的 90%。此外，在热稳定性方面，中国公司宁德时代表示其新产品超过了国家标准。
第一次申请
CATL 将使用第一代电池来应对电动汽车 (EV) 市场，并突出了其低温性能等关键特性，这将使其适用于严冬的汽车市场。宁德时代将首先推出结合钠离子和锂离子电池的电动汽车电池组，以弥补能量密度的不足。为此，宁德时代还开发了电池管理系统。
“钠离子电池的较低能量表明该技术可能更适合于限制较少的固定储能应用，而结合钠离子和锂离子电池的电池组的推出可能意味着在低成本电动汽车的性能，有可能扰乱大众市场，”伍德麦肯齐研究分析师马克斯里德说。
相同的工作原理
钠离子电池的工作原理与锂离子设备相似。在这两种情况下，离子在阳极和阴极之间移动，掉落或吸收电子。虽然锂在这方面非常擅长，但它作为原材料也很稀缺，其大部分生产集中在智利、澳大利亚和中国。
由于金属的地理集中，锂市场不仅不稳定，而且其提取也因其密集的用水和环境足迹的其他方面而受到抨击。钠离子电池已被建议作为无锂替代品。
Wood Mackenzie 认为钠离子设备的到来提供了放松电池原材料供应限制的潜力。“宁德时代大约 93% 的电池产能位于中国，”高级分析师许乐表示。“开发钠离子电池技术可以使其原材料消耗多样化，尤其是锂。宁德时代、特斯拉和 LG 化学等电池供应商积极与澳大利亚和智利的矿商签署供应协议，这将锂化学品现货价格推高至过去六个月的新高。”
钠是地壳中含量最丰富的元素之一，例如可以通过对氯化钠(食盐)进行电解来开采。它也可以在其他化学连接中找到。
与锂离子相比，钠离子电池的挑战在于需要更大体积的钠离子。为了容纳额外的离子，必须考虑对材料结构稳定性和动力学特性的特殊要求，迄今为止的尝试导致钠离子装置的容量迅速衰减。
新材料
为了迎接挑战，宁德时代表示它使用了比容量更高的普鲁士白材料。材料 NaxFe[Fe(CN)6]y·nH2O 也被其他研究团队认为是钠离子电池的潜在阴极候选材料，但与容量和循环稳定性相关的实际限制阻碍了商业突破。宁德时代表示，它通过重新设计材料的体结构和重新排列电子来解决这个问题。在阳极方面，宁德时代还开发了一种新型碳基材料，其高度多孔的结构能够储存钠离子，确保循环性能。
“长期以来，钠离子技术一直被吹捧用于商业电池，因为钠相对于锂而言成本低且丰度高，而 CATL 生产的大规模钠离子电池表明该技术的吸引力迟早会实现，”说伍德麦克的里德。
宁德时代研究院副院长黄奇森着眼于生产成本，表示钠离子电池制造将与目前使用的生产方法和设备高度兼容。宁德时代已经开始工业化生产这些设备，并希望在 2023 年之前稳定此类产品的产业链。这样做需要上游供应商和下游消费者的共同努力，宁德时代指出，并邀请了这两个团体和研究机构，联手推动产品的部署。
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2021-07-30
