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即便钠离子电池具备诸多优势,也无法在未来完全替代锂离子电池,因为钠离子电池的能量密度上限低于锂离子电池,在一些需要高能量密度电池的应用场景或设备中,例如电动汽车、手机、笔记本电脑等,钠离子电池并不太适用。
钠离子电池的能量密度相较于锂离子电池而言是一种劣势,但是若将其与传统的铅酸电池相比,则是一种优势。铅酸电池的能量密度一般在30~50Wh/kg,而钠离子电池的能量密度有100~150Wh/kg,是铅酸电池的3~5倍。此外,钠离子电池的工作电压比高铅酸电池的高0.7~1.4V,使用寿命是铅酸电池的6倍以上。更重要的是,钠离子电池是一种绿色电池,不会像铅酸电池那样对环境带来一系列严重的污染问题。因此,钠离子电池完全可以替代现有的铅酸电池。在铅酸电池众多的应用领域中(例如电动汽车、仪器仪表、电动玩具、观光车、应急灯等),钠离子电池均可以大展拳脚。
我给大家总结几个指标,大家看一下就知道了:
1)***丰度来说,钠离子电池更占优势:钠元素在地球上的储量比较丰富,地壳当中含量达到2.4%,同时在海水内的含量也比较丰富;但锂和铅来说,含量相对比较少,前者在地壳当中占比仅约为0.0065%,后者则为0.0016%。同时,锂***分布高度不均匀,约70%在南美洲,我国对此的进口也依赖严重,高达80%。
2)能量密度来说,钠离子电池能量密度较锂电池低,使用在新能源车上性价比较低:钠离子电池位于铅酸电池和锂离子电池之间,目前行业测算的区间位于100~150Wh,但随着技术的成熟,未来有望做到200Wh左右。
3)电压和安全性来说,钠离子和铅酸相对锂电池更高:相对于锂元素,钠元素的标准电极电位要高0.3V,与此同时,锂离子的电压区间更大,但同时也不会像铅酸电池那样低,因此在安全性和应用性的可以应用范围更佳。
4)循环寿命来说,钠离子电池介于铅酸和锂电池之间:目前行业能做到的循环次数介于3000-4000次,远超铅酸电池,与锂电池接近。但随着材料体系、制造工艺的成熟,后续有望达到5000-8000次。
5)成本来说,相对于锂离子电池,钠离子电池成本依旧较高:由于目前钠离子电池产业化程度还比较低,所以成本优势还未体现完全。但随着技术的进步以及规模的扩大,最终成本有望降到0.2元/Wh,将比锂离子电池更低。
总结:目前钠离子电池尚未产业化,成本下降以后在储能领域性价比会高于锂电池,而低速电动车方面有望完全取代铅酸电池。综合来说,乐观情况下,到2025年,钠离子电池对储能和小型动力电池的替代率有望达到30-50%。
铅电池重。
钠离子电池未来会有一席之地!
在储能电池研发和产业化方面,中科院物理研究所研发的钠离子电池已经开启了商业化之路。相同的储电量,钠离子电池相比铅酸电池,不仅体积小,而且重量大大减轻,同样体积钠离子电池的重量不到铅酸电池的30%。在一款低速电动观光车上,同样的空间,储存的电量增加了60%。
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