为什么钠离子是电池的未来

钠在世界向电动汽车过渡的过程中会起到什么作用。

伴随着对电动汽车的需求上升到新的高度，对价格合理，效率高的电池的需求也越来越大可是，由于电池供应的短缺以及锂是一种有限的资源，锂离子电池的可持续使用实际上是值得怀疑的

虽然锂离子电池技术在过去十年取得了很大的进步，但人们越来越担心围绕这些电池的创新开始放缓例如，虽然锂离子电池的价格在过去十年下降了约73%，但从2017年到2021年仅下降了约28%

不用说，如果锂离子技术没有重大突破，我们肯定需要一种替代材料来推动世界向电动汽车过渡幸运的是，钠似乎是一个可行的选择它含量丰富，价格便宜，更环保，化学性质与锂相似

但是，虽然这听起来不错，但钠实际上适合用于电池吗如果是，为什么还没有人开始量产

钠电池令人信服的前景

简而言之，一些研究人员认为，钠最终将取代电池中的锂这是因为，如前所述，钠的化学成分一般与锂相似所以这两种电池使用的技术其实是一样的

在锂离子电池中，锂位于电池的阴极和电解质中，而阳极由石墨制成同样，钠离子电池在阴极和电解液中都使用钠，用某种形式的硬碳代替阳极中的石墨

本质上是木炭的硬碳也比石墨更有益，因为它具有轻而硬的性质硬碳还可以兼容更广泛的电解质，这使得钠离子电池拥有更宽的安全工作温度范围成为可能

由于两者差别最小，已经有了功能性钠离子原型例如，世界上最大的电池制造商之一CATL公司去年推出了一个概念其能量密度为每千克160瓦时，15分钟即可从0—80%充电完毕

虽然充电速度令人印象深刻，但能量密度揭示了钠的一个弱点钠作为锂的替代品在很大程度上被忽视的原因之一是它略重伴随着钠重量的增加，钠离子电池的能量密度通常低于锂离子电池在这种情况下，CATL的钠离子原型的密度为160Wh/kg，而特斯拉即将推出的4680锂电池的密度估计为272—296Wh/kg

但在人们感到气馁之前，值得一提的是，总部位于英国的电池公司Faradion估计，它将能够获得第一个超过200瓦时/千克的全尺寸钠离子电池当然，它的电池水平与特斯拉不太一样，但这将使它与其他电动汽车生产的大多数电池相当，后者通常在185瓦时/千克左右徘徊

因此，除了更便宜，更容易生产，更环保和在极端温度下更稳定之外，这些电池很可能与锂离子电池的能量密度相媲美，尽管钠的重量不利。

钠技术如何改变电动汽车的面貌。

至于钠真正对电动汽车市场产生了怎样的影响，最具革命性的是它的可持续性从成本的角度，法拉第估计钠离子电池的价格可能比锂离子电池低24—32%考虑到锂本身通常占电池总成本的30—40%，这一点不难相信

考虑到电池组可以对电动汽车30%以上的价格负责，这种成本的降低对于平价电动汽车的出现至关重要如果将一辆价值5万美元的典型电动汽车换成钠离子电池，价格至少会下降4800美元，降幅为9.6%虽然降价10%不会让电动汽车一夜之间跌破25000美元，但这绝对是朝着正确方向迈出的一步

可持续发展的另一个标准是这些电池的最终耐用性历史上，钠离子电池一直被批评耐用性差，这通常源于这些电池的离子容易破坏其内部晶体结构可是，由于美国能源部太平洋西北国家实验室的突破，这种损害现在可以避免

PNNL的概念通过调整形成电池电解质的化学反应，克服了钠离子的持久性问题由于这一变化，PNNL的电池保持了90%以上的容量，超过300次充电循环是的，这是一个模糊的数值范围，但是，根据电池提供的范围，你可以预计在75，000—90，000英里的过程中有10%的退化虽然这明显比现在的锂离子电池技术差，但是要记住，更换钠离子电池的经济负担比更换锂离子电池要小得多

在可回收性方面，钠离子电池可以完全放电到0伏，优于锂电池相比之下，锂离子电池通常会保留30%的电量，这使得它们在回收时存在潜在的危险因此，钠离子电池不仅回收更安全，而且缺乏钴或石墨等原材料，这也使它们对环境的危害更小

总的来说，钠离子电池比锂电池有很多优势，包括成本，环境影响，可用性和安全性，但仍然面临耐用性和能量密度的问题换句话说，这项技术需要几年的发展才能用于乘用车

换句话说，这些缺点有的可能在上市时并不那么突出可是，在此之前，看看这项有前途的技术如何发展，以及它在世界向电动汽车的过渡中发挥什么作用，将是一件有趣的事情

阅读延伸

新能源汽车和动力电池在产业链上形成了深度绑定关系动力电池作为新能源汽车的心脏，决定了很多关键的车辆性能参数

整体来看，动力电池沿着高比能量和高安全性两条技术路线发展伴随着各种细分技术的不断迭代，未来新能源汽车的动力电池将全面满足车主在续航里程，充电时间，行车安全等方面的需求480大圆柱电池，固态电池，钠离子电池，非自燃电池等新技术即将投入使用，有望极大缓解新能源车主的痛点

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