钠离子电池或成商场“新宠” 瞄准低速电动车商场

莆田贸易城报道：http://www.05940001.com   作者：安福家园    时间：2017年02月17日

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近来我国科学院物理所研讨员胡勇胜带领团队给钠离子电池的商场带来了一针“强心剂”。他的团队成功运用无烟煤制作出钠离子电池负极，为其进一步商场化运用供给了也许。
钠离子电池或成商场“新宠” 瞄准低速电动车商场

在电池这个巨大的宗族中，对比大家熟知的锂离子电池、铅酸电池，镍镉电池、钠离子电池等因储能容量受限、循环次数较少要素未能变成商场的“宠儿”。
不过，近来我国科学院物理所研讨员胡勇胜带领团队给钠离子电池的商场带来了一针“强心剂”。他的团队成功运用无烟煤制作出钠离子电池负极，为其进一步商场化运用供给了也许。
本来，钠离子电池与锂离子电池是同归于一个期间开展起来的。但钠离子电池却一向开展迟滞，其主要原因即是没有找到适宜的负极资料，让钠离子变身为低本钱、可实践运用的电池。可是实践上，与锂对比，钠储量丰厚、散布广泛、本钱低廉，并且与锂具有类似的理化性质。
鉴于此，科学家们从未抛弃对钠离子电池的研讨。
无烟煤为钠离子供给存储空间
研讨发现，锂离子电池有强壮的运用领域，更多是缘于石墨归于高度有序的碳资料，它有低而平稳的充放电电位渠道，具有充放电容量大且功率高、循环性能好的长处。
但石墨却并不适用于钠离子，由于钠离子只有在无序的硬碳资猜中才干“大展身手”。并且，“在很多的负极资猜中，现在硬碳资料的电化学性能最佳”。作为新能源资料的研讨者，胡勇胜一向致力于钠离子电池的研讨。
不过，从本钱视点出发，硬碳远远高于石墨。所以，通过几番实验，胡勇胜发现，通过裂解无烟煤能够得到一种软碳资料，能够将其作为钠离子电池负极资料。
“咱们先将无烟煤破坏，然后加热到必定的温度，就能够取得无序的软碳资料。再者，由于无烟煤的产碳率高达90%，其裂解进程自身也很少有污染物发生，最主要的是运用无烟煤作为质料，能够大大下降钠离子电池负极资料的本钱。”胡勇胜对《我国科学报》记者表明。
本来，胡勇胜的团队不仅对钠离子电池的负极资料进行开拓性研讨，在2015年，他们在钠离子电池的正极资料研讨中也有新发现。
现在，锂离子电池的正极资料通常富含镍和钴，假如钠离子电池正极资料也相同运用镍和钴，本钱的下降空间有限，所以寻觅新资料代替镍与钴势在必行。
在通过对铜铁锰基氧化物资料的实验后，胡勇胜发现，在层状资猜中参加铜，能够进步资料的导电性，别的含铜系列的化合物不怕水，在空气中相对安稳，“这对电池运用来说十分主要，由于资料吸水会遇到一系列的疑问，会添加资料本钱”。胡勇胜说，终究铜铁锰变成钠离子电池正极资料的抱负挑选。
“相中”低速电动车商场
尽管钠离子电池间隔批量出产、运用需求时日，但胡勇胜现已瞄准低速电动车商场。“现在，我国绝大多数电动自行车、电动三轮车乃至晚年代步车的电池运用的均为铅酸电池。”胡勇胜说，尽管铅酸电池在报价上好像还有一点优势，但由于国内一向没有树立起完善的收回准则，其带来的环境污染危险相同无法忽略。
几年前，国家就开端重视铅酸电池污染一事，并于本年1月3日国务院正式出台《出产者职责延伸准则推广计划》，首要断定对电器电子、轿车、铅酸蓄电池和包装物等4类产品施行出产者职责延伸准则：以谁出产谁负责、谁污染谁负责的准则树立收回系统，铅酸电池出产公司只图利而对污染不负职责的年代行将完毕。
“收回准则树立后，铅酸电池的本钱势必会添加。由于环保压力及技能晋级，现已有不少出产铅酸电池的干流公司，开端进入出产锂离子电池。”胡勇胜说到。
但地球上可挖掘的锂资本的储量有限，锂的运用领域却十分宽广，除了尽人皆知的电池职业，陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电等职业都对锂有需求。胡勇胜以为，钠离子电池的出现有望在必定程度上减轻因锂资本短缺引发的开展受限疑问，是锂离子电池有利的补充。
胡勇胜的团队通过测试发现：若以铜铁锰基氧化物为正极，无烟煤基软碳为负极，钠离子电池的能量密度到达100 Wh/kg。尽管看起来尚不如锂离子电池，但已是铅酸电池的两倍多。一起，实验室Ah级电池的充放电循环数已达500次以上，优于铅酸电池，能量变换功率高达90%，低温性能杰出（-20℃放电容量是室温放电容量的86%），并通过了一系列针刺、揉捏、短路、过充、过放等适于锂离子电池的安全实验。并且其资料本钱却比锂离子电池低40%摆布。
“也即是说假如树立了铅酸电池的收回准则，钠离子电池规划化出产后，其本钱将挨近铅酸电池。”胡勇胜以为，更主要的是，以铜铁锰为正极的钠离子电池在出产进程以及收回进程中都不会发生对环境不友好的产品。
前景可期
除了瞄准低速电动车商场，胡勇胜还等待，钠离子电池能在储能方面大放异彩。
近来，国家能源局发布上一年风电并网运转状况，到上一年12月，全年新增风电装机1930万千瓦，累计并网装机容量到达1.49亿千瓦，占悉数发电装机容量的9%，风电发电量2410亿千瓦时，占悉数发电量的4%。
不过，上一年弃风电量也高达497亿千瓦时。“这即是缘于现在缺少适宜的大规划储能技能。”胡勇胜有些惋惜。
由于储能电池需求数量很多，因而就要求其本钱不能过高，而其安全性与安稳性也是考量要素。而锂资本稀缺的现状，更使其难以变成大规划的储能电池的“中意者”。
钠离子电池的开展却让储能电池变成也许。在胡勇胜看来，“当循环次数到达5000次时，钠离子电池就能够思考向储能电池职业开展”。
胡勇胜进一步解说：首要，钠在地球的储量相对丰厚，本钱较低；其次，这种电池的资料及出产工艺适当环保，不会对环境构成污染；第三，它的运用对比安全；第四，钠离子电池能够将电彻底放空，不用忧虑锂离子电池的过放景象。“最主要的是，钠离子电池的出产能够沿袭现有锂离子电池出产工序和配备，无需重整旗鼓。”
“将来钠离子电池能够逐渐替代铅酸电池，在各类低速电动车中取得广泛运用，与锂离子电池构成互补。”胡勇胜目光中有所等待。