有“锂”行天下 | 钠离子电池能否成为替代能源的未来?

2023-12-05 20:27:21, 珀金埃尔默珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司

钠离子电池作为未来可能的替代能源，正在受到越来越多的关注。尽管锂离子电池是目前主流的能源技术，但钠离子电池具有一些独特的优势。

首先，钠离子电池不易燃，能在较低温度下工作，这使得它在安全性上优于锂离子电池；

其次，钠资源丰富且价格低廉，相比之下，锂资源的价格一直在上涨。这使得钠离子电池在成本上更具优势；

此外，钠离子电池更为环保，因为钠的提取和加工过程相对更环保；

最后，钠离子电池的耐用性也优于锂离子电池。

然而，尽管钠离子电池具有这些优点，但它也有一些缺点需要克服。

例如，钠离子电池的能量密度相对较低，这使得它在需要高能量密度的应用中可能不太适用。此外，目前钠离子电池的寿命相对较短，这也限制了它的应用范围。

尽管存在这些挑战，科学家们仍在不断探索和研究新的材料和技术，以优化钠离子电池的性能。

卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）电池技术中心的科学家Andreas Hofmann正在使用珀金埃尔默GC/MS系统研究气体和液体以开发新材料和电芯，致力于解决电池能量存储问题。Hofmann的工作重点是开发和生产新材料和电芯，以形成一个整体电池系统。最近他回应了多个关于开发更强大、可靠、可持续、环保的电池的问题。

为什么考虑将钠用于电池，钠研究进展如何?

Hoffman：我们正在大力研究POLIS集群以及钠基电池。我们研究了锂离子电芯和钠离子电芯的分解产物。与锂相比，钠资源要丰富得多，并表现出相似潜能。因此，未来它可能是一种成本更低、更好的锂替代品。

您对固态电解质研究有何看法?分析需求与传统电解质是否相同，还是有所不同?

Hoffman：固体电解质是目前被认为有希望在电池中使用锂作为金属的一类材料。然而，目前仍然存在困难，特别是在固体电解质-电极材料界面方面。

我们目前正在研究印刷电池，其中固体电解质也被视为最终目标。由于固体电解质的性质，在某些情况下需要其他方法。由于也会形成分解产物，气相色谱法是分析这类反应产物（如提取后或气体提取后）的适当方法。

您是否认为钠离子电池有机会成为锂离子电池的替代品，用于电动汽车、固定能源装置、电动工具或其他设备?如果是，您认为钠离子电池技术需要多久才能进入市场用于这些用途?

Hoffman：因为钠离子电池的特性，我认为它有潜力在某些应用中取代锂离子电池。然而，目前很难估计需要多久才能实现，因为仍有一些技术挑战需要解决。已经有制造商商业供应钠离子电池，但在我看来，这些仍然有限。锂离子电池是一种久经考验的技术，尽管存在一些不足之处，但总体表现很好。