钠离子电池是锂离子电池的有效替代品

锂离子电池(LIBs)是一种广泛应用的电化学储能器件，而其他类型的新兴电池技术也逐渐崭露头角。其中钠离子电池(NIBs)具有很大的潜力，代表了下一代低成本、环保的储能解决方案。受应用场合及关键指标需求多样化以及市场多元化的推动，钠离子技术呼之欲出。

英国华威大学的科学家从材料到电池开发方面对钠离子应用现状进行了评估，并对NIBs和LIBs的关键性能指标进行了比较。在向低碳经济过渡的阶段中，LIBs起着重要作用。然而，随着市场的迅速扩大，与LIBs大规模生产相关的环境问题和社会挑战正引起人们对于替代性储能方案的极大关注，这些储能方案将以可持续且环保的材料为基础。在该背景下，NIBs代表了低成本、可持续和更环保的替代储能技术。

由华威大学领导的钠离子技术科学家团队于2020年9月18日在《Journal of Power Sources》上发表了题为“钠基电池目前的挑战：从材料到电池指标”的论文，分析了NIBs在储能市场上占据一席之地的前景。钠基电池的综合性能较好，成本低，原料可持续且有保障。此外，钠离子制备技术与其他技术兼容，可在现有的锂离子电池工厂生产。与锂基电池体系一样，钠基电池也有不同的形态，如钠离子、钠全固态电池、NaO2和NaS，而最后一种被认为是颠覆性的未来技术。为了确保单位能量密度成本的竞争力，电池性能指标对于其综合应用(SIB)技术至关重要。在该研究工作中，对最有前途的电极材料和电解质体系进行了分析，并利用学术文献中的性能指标来推断钠离子电池的所有性能指标。目前采用最好材料制备的钠离子电池的能量密度与商用锂离子电池相近。钠离子电池最重要的应用领域之一是固定储能系统，其中成本和循环寿命是两个基本参数。在这一领域，钠离子电池具有主导市场的潜力，在衔接能源生产和利用、确保能源供应方面，钠离子电池具有极大的发展前景。

华威大学助理教授Ivana Hasa博士表示，大功率NIBs电池虽然在汽车电气化应用领域存在机会，但需要进一步的技术改进，特别是在能量密度方面需要提高性能。相比锂离子技术，钠离子技术在很短的时间内取得了非常令人鼓舞的结果。就像在过去的30年里锂离子技术所经历的那样，钠离子技术的改进将通过电池组件的制造组装优化来实现。从应用研究的角度来看，今后的研究工作应致力于基础研究、材料研究和探究控制这些化学反应体系的热力学和动力学过程。