多年来,随着电动车市场的不断扩大,锂电池利用率越来越高,电动汽车市场倾向于使用锂电池作为动力,红极一时的锂电池一度形成了“有锂走遍天下”的局面,但在长期使用过程中,锂电池的缺点暴露出来,让国家政府和企业纷纷将目光投在其他可替代锂的元素上。日本经济新闻杂志更是直言不讳地指出,围绕锂电池替代品的全球竞赛已经开始! 锂电池——优势明显,缺点也很明显 20世纪60年代,锂电池诞生,90年代日本索尼公司开始将锂电池商业化,与之前的镍氢电池、铅酸电池相比,锂电池能储存更多电能。此后,锂电池开始快速发展,在新能源汽车、个人电脑、智能手机等产品领域发挥出独特的优势,让无化石燃料的世界成为可能。 但锂电池也有明显的缺点,其最大的缺点就是成本高,如果需要大规模储存电能的话,就需要相应的大型电池,据日本经济产业省的资料显示,锂电池蓄电成本达到了1280元每千瓦。 此外,锂电池的另一个缺点是原材料分布极度不均,全球的锂储量仅有8600万吨,相比之下,钠、镁、锌的储量要高得多。 科学家聚焦多种元素,有望替代锂电池 基于此,科学家们将目光投入了成本小、储量高的镁、锌、钠等元素。 欧盟下多个国家高校研究机构组成“欧盟镁交互电池共同体”的研究项目,该项目得到了欧盟资金的支持,目标是研发能量密度超过1000瓦时每升,相当于锂电池的2倍。 2020年,美国休斯顿大学一名教授带领团队研发出高能量镁电池,可以应用在电动汽车、再生能源系统的储电池中,虽然目前电池还未足够完善,但专家认为,他们在安全性和性能更高的镁电池中找到了研究方向。 同样,日本正在研究正极使用氧化锰、负极使用金属镁的电池。与锂电池相比,其潜力值得深挖。此外,日本还研究了锌电池,其大大降低了电池起火的风险。 中国钠电池横空出世 说到这里,很多人开始疑惑,难道我国就没有在新能源领域发力?其实不然,今年7月,中国宁德时代公司发布一款钠电池,具备迄今全球最高的能量密度和超快充特性,15分钟就能充电80%,今后宁德时代公司将不断提升钠电池的能源密度,或在2030年形成基本产业链。 相比锂电池,钠电池有两个明显的优势,一是成本低,钠电池的正极材料可以选择铜、铁、镍、锰等金属,储量丰富且成本更低。二是高低温性能更优异,高温下,钠电池自燃的可能性相对较低,低温下,掉电的问题相对更轻,更适合北方地区。因此,钠离子电池或具有更大的发展前景。 |