鈉離子電池與鋰離子電池的比較

大家好，小科來為大家解答以上問題。鈉離子電池與鋰離子電池的比較這個(gè)很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、鋰是同一個(gè)家族，物理化學(xué)性質(zhì)都差不多。

2、以當(dāng)代Amperex科技有限公司、Sinotech海納為代表的企業(yè)已經(jīng)開始布局鈉離子電池，有望推動(dòng)鈉離子電池的商業(yè)化。

3、鋰、鈉和鉀都是元素周期表Ia族的堿金屬。它們的物理和化學(xué)性質(zhì)相似，理論上可以用作二次電池的金屬離子載體。

4、鋰比鈉、鉀離子半徑小，標(biāo)準(zhǔn)電位高，比容量高，所以在二次電池中應(yīng)用較早，也比較廣泛。

5、然而，全球鋰資源儲(chǔ)量有限。隨著新能源汽車的發(fā)展，電池的需求急劇上升，資源端的瓶頸逐漸顯現(xiàn)。由此引發(fā)的鋰鹽供需周期性波動(dòng)，對(duì)電池企業(yè)和主機(jī)廠的經(jīng)營造成負(fù)面影響。因此，行業(yè)內(nèi)加快了資源儲(chǔ)備更豐富、成本更低的電池系統(tǒng)的研究和量產(chǎn)進(jìn)程。隨著鈉作為鋰替代物的作用顯現(xiàn)，在電池領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。

6、堿金屬基本性質(zhì)的比較

7、什么是鈉離子電池？

8、在原材料方面，鈉離子電池比鋰電池更有成本優(yōu)勢(shì)。

9、在制造工藝上，鈉離子電池的制造工藝與鋰電池接近，可以使用鋰電池生產(chǎn)線。

10、鈉離子電池的結(jié)構(gòu)原理

11、鈉離子電池是濃縮電池的一種。當(dāng)正極和負(fù)極被兩種不同的鈉離子嵌入化合物充電時(shí)，鈉離子從正極脫出并通過電解質(zhì)嵌入負(fù)極。此時(shí)，負(fù)電極處于富鈉狀態(tài)，正電極處于貧鈉狀態(tài)。此時(shí)，電子的補(bǔ)償電荷通過外部電路提供給正電極，以平衡正負(fù)電荷。

12、放電時(shí)，鈉離子從負(fù)極脫嵌，通過電解質(zhì)嵌入正極。正電極處于富鈉狀態(tài)，負(fù)電極處于貧鈉狀態(tài)。此時(shí)，電子的補(bǔ)償電荷通過外部電路提供給負(fù)電極，以確保正負(fù)電極之間的電荷平衡。

13、在原材料方面，鈉離子電池比鋰電池更有成本優(yōu)勢(shì)。

14、在制造工藝上，鈉離子電池的制造工藝與鋰電池接近，可以使用鋰電池生產(chǎn)線。

15、鈉離子電池的主要部件

16、在原材料方面，相比鋰電池，鈉離子電池具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)。

17、鈉離子電池的主要成分包括正極材料、負(fù)極材料、電解液等。

18、1)正極材料：由于鈉離子電池的正極材料為普魯士白和層狀氧化物，可以減少對(duì)鋰等材料的依賴；

19、2)負(fù)極材料：鈉離子負(fù)極材料以碳基材料為主，活性炭存儲(chǔ)鈉離子的容量超過鋰電池負(fù)極材料，價(jià)格低廉；

20、3)電解液，鈉離子電池的電解液選擇范圍更廣。

21、在制造工藝上，鈉離子電池的制造工藝與鋰電池接近，可以使用鋰電池生產(chǎn)線。

22、鋰離子電池VS鈉離子電池VS鉛酸電池

23、在性能方面，鈉離子電池的主要優(yōu)勢(shì)是快速充電性能好，高低溫性能優(yōu)異，安全性能好，設(shè)備兼容性好。然而，低能量密度和循環(huán)壽命是限制其發(fā)展的主要問題。與鋰離子相比，鈉離子具有以下性能優(yōu)勢(shì)：

24、1)快充：磷酸亞鐵鋰20-30分鐘即可充至80%，鈉離子電池有望縮短40%左右的時(shí)間；

25、2)優(yōu)異的高低溫性能：工作溫度范圍為-40C-80C。

26、該電池在高低溫環(huán)境下仍具有良好的容量保持率；

27、3)安全性能好：在過充、過放、短路、針刺、擠壓等測(cè)試中不起火、不爆炸；

28、4)設(shè)備兼容性好：鈉離子電池的生產(chǎn)工藝類似于

2)循環(huán)壽命低：對(duì)比鋰離子，鈉離子由于半徑比鋰離子大，反應(yīng)過程中嵌入脫出難度大且容易造成結(jié)構(gòu)變化，從而造成其循環(huán)壽命較低。

成本構(gòu)成對(duì)比：鈉電池VS.鋰電池

從可持續(xù)角度來看，鈉元素資源豐富且分布較廣，可避免資源卡脖子問題。

32、從成本端來看，納離子對(duì)比鋰離子的電池成本降低了約20%。

鈉離子電池成本構(gòu)成

從可持續(xù)角度來看，鈉元素資源豐富且分布較廣，可避免資源卡脖子問題：

1)鈉資源：鈉資源的地殼豐度達(dá)275%，在地殼中的豐度位居第6位，且鈉資源分布于全球各地。

37、鈉的價(jià)格低廉且易獲取;

2)鋰離子：鋰離子的地殼豐度達(dá)0.0065%，且資源分布不均，75%的鋰分布在南美洲地區(qū)。

39、相對(duì)于鈉離子而言，鋰離子的價(jià)格更高。

從成本端來看，納離子對(duì)比鋰離子的電池成本降低了約20%：

1)正極材料：鈉離子電池的正極材料如銅鐵錳層狀氧化物約為2.9萬元/噸、普魯士白類為2.6萬元/噸、鎳鐵錳層狀氧化物為4.2萬元/噸，而鋰離子電池的正極材料碳酸鋰的價(jià)格約為8.6萬元/噸。

2)集流體：鈉離子電池負(fù)極集流體均為鋁箔，鋰離子電池負(fù)極集流體只能使用鋼箔。

43、電池級(jí)鋁箱成本在2.4-3萬元/噸，電池級(jí)銅箔成本在8-9萬元/噸。

3)電解液：由于同濃度電解液下鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液，因此可降低成本，或鈉離子電池可用低鹽濃度電解液來降低成本。

鈉離子電池將促進(jìn)電池鋁箔需求增長

電池集流體是將電池活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集起來，以產(chǎn)生更大的輸出電流的電池部件，此外它還 充當(dāng)電池活性材料的載體，對(duì)電池的性能有較大影響。

47、目前鋰電池的正負(fù)極的集流體分別是鋁箔和 銅箔。

48、由于鈉離子不會(huì)與鋁形成合金，因此鈉離子電池的正負(fù)極的集流體均可以使用成本更低的鋁 箔。

49、根據(jù)中科海鈉，相比鋰離子電池，由于正負(fù)極集流體采用鋁箔，鈉離子電池中集流體成本占比 僅為 4%，遠(yuǎn)低于鋰離子電池的 13%。

我們判斷，鈉離子電池集流體鋁箔與鋰電池基本相同，性能要求基本接近。

51、相比普通的鋁箔，作為 電池集流體鋁箔要求較高，其中厚度要求控制在 10~50 微米，部分電池廠甚至使用 8 微米的鋁箔。

52、同時(shí)電池集流體還要求具有較低的粗糙度、更好的導(dǎo)電性、拉伸強(qiáng)度、伸長率，此外對(duì)產(chǎn)品的一致 性和穩(wěn)定性也有較高的要求。

53、因此，電池鋁箔對(duì)設(shè)備和工藝的要求較高，具有一定的進(jìn)入壁壘。

審核編輯 ：李倩

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