从资源的角度,锂离子电池技术的发展长期来看确实会面临锂资源瓶颈问题,因为地球上的锂资源并不丰富,而这一点也正是钠离子电池技术受到越来越多人关注的主要原因。理论上看,钠离子电池的性能和锂离子电池大致相当,但是,钠在地壳中有丰富的储量,约占2.74%,为第六丰富元素,且分布广泛,尤其海水中的钠资源储量非常丰富(世界上盐的一半是由钠元素组成)。以目前的认知能力判断,资源的优势决定了钠离子电池终究有一天会取代锂离子电池。
钠离子电池是正极材料为含钠氧化物(贫钠),负极在尝试钠金属、碳材料、钠系合金材料甚至其他金属。由于钠离子比锂离子半径约大30%,因此,找到适合的正负极材料以及匹配的电解质材料是钠离子电池技术开发的关键所在。目前在开发钠离子电池技术方面最为领先的是日本住友电工,公司目前已开发出能量密度167Wh/kg(290Wh/L)(注:苹果和特斯拉使用锂离子电池目前的能量密度均在250Wh/kg左右)的钠离子电池产品,且将钠离子电池技术量产的时间定在2016年,成本目标是2万日元/kWh(约合200美元/kWh)。丰田正在和住友电工合作开发用于电动汽车的钠离子电池技术。
图4:正在成体系的钠离子电池及其关键材料技术开发
锂资源虽然比钠资源少得多得多,但未来数十年内我们丝毫不用担心锂资源的问题。对于钠离子电池,墨柯认为,即便住友电工能如期于2016年实现量产,钠离子电池要规模化取代锂离子电池也还有较长的路要走,因为它还要解决很多技术问题(如:90℃高温是钠离子电池适宜的工作温度环境,如何在常温和低温下工作就是个大问题)和产业配套问题等等,这些问题的解决都需要时间。
相关新闻: