[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀] 鈉竟然還能用來做電池？帶著這個(gè)疑問，我們翻閱了大量的資料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這貨竟然比硅負(fù)極和4680電池還具顛覆性，技術(shù)新、成本低不說，還能讓電動(dòng)汽車輕輕松松續(xù)航過千，更加離譜的是它的循環(huán)壽命竟然是鋰電池的2倍以上，能讓您直接把愛車開到報(bào)廢，特斯拉看了都直呼內(nèi)行，那么這個(gè)神奇的鈉離子電池究竟是何方神圣？
和之前的固態(tài)電池和4680電池一樣，鈉離子電池的熱度也突然起來了，像孚能科技、億緯鋰能、國(guó)軒高科、寧德時(shí)代等電池企業(yè)都在鈉離子電池技術(shù)上有了一定突破，甚至部分企業(yè)已經(jīng)具備量產(chǎn)能力，至于能不能裝車現(xiàn)在還不好說，但是咱們可以先聊聊這玩意為什么火了？
● 鈉離子電池為什么火？
同時(shí)由于性質(zhì)接近，鋰離子電池的大部分技術(shù)都可以直接移植到鈉離子電池上，相比起再研究新材料電池，成本顯然是要更低的。
那么鈉離子電池到底能不能取代鋰離子電池呢？我們就要從電池關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展情況來看一看，這就不得不說一說鈉離子電池的正負(fù)極材料和電解液。
● 鈉離子電池的選材
我們先對(duì)比一下鋰離子電池，它的負(fù)極是石墨，但鈉離子尺寸比較大無法嵌入到石墨中，若提高層間距離則會(huì)大大增加電池體積和制造成本，同時(shí)還會(huì)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
金屬氧化物具有穩(wěn)固的無機(jī)骨架結(jié)構(gòu)，循環(huán)壽命比較長(zhǎng)，但由于分子質(zhì)量較高導(dǎo)致比容量過低，商業(yè)化較為困難；有機(jī)材料則會(huì)出現(xiàn)極化問題；基于轉(zhuǎn)化及合金化反應(yīng)的材料會(huì)在離子脫嵌過程中出現(xiàn)過大的體積變化，最終導(dǎo)致活性物質(zhì)失效；硬碳的工作電壓比較低同時(shí)容量較高，通常被選用做鈉離子電池的負(fù)極材料。
但鈉離子的單層金屬氧化物不穩(wěn)定，需要添加其他金屬材料來形成多元穩(wěn)定材料，比如錳、鎳、鈦還有鎂等等，能量密度大約可以達(dá)到160wh/kg，和市面上常見的鋰離子電池能量密度相當(dāng)。
第三類是陰離子化合物，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，缺點(diǎn)是離子電導(dǎo)率和電子電導(dǎo)率較低，但是這些材料中的變價(jià)元素釩同樣具有毒性。這三種正極材料目前都有企業(yè)正在研究，未來可能會(huì)根據(jù)不同的需求來搭配使用。
目前市面上公認(rèn)最標(biāo)準(zhǔn)的電解液是高氯酸鈉，成本非常低，對(duì)于大規(guī)模儲(chǔ)能是比較合適的，但由于高氯酸鈉是強(qiáng)氧化劑，容易出現(xiàn)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，所以在使用上也有一定的取舍。
● 對(duì)比鋰離子電池，鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)是什么？
而且鈉鹽相比起鋰鹽還有著良好的電導(dǎo)率，所以可以相應(yīng)降低電解液的濃度，從而降低成本；此外為了防止鋰離子與負(fù)極材料發(fā)生反應(yīng)，因此負(fù)極要用銅，而鈉離子甚至和鋁都無法發(fā)生反應(yīng)，也就是說負(fù)極材料可以用價(jià)格低廉的鋁來代替，也能降低一部分成本。
由于鈉離子電池的電導(dǎo)率更高，離子擴(kuò)散能力更強(qiáng)，由此換來了更佳的倍率性能，電池的大功率輸出和持續(xù)輸出能力更強(qiáng)，充電速度也會(huì)更快。但鈉元素的電子層數(shù)更多，因此體積也更大，這也就造成了鈉離子電池的質(zhì)量和體積在鋰離子電池面前幾乎沒有什么優(yōu)勢(shì)可言。
目前市面上相同體積的鈉離子電池和鋰離子電池，前者的能量密度大約為100-150wh/kg，后者的能量密度大約為120-180wh/kg，鈉離子電池想要完全替代鋰離子電池，還是任重而道遠(yuǎn)的。不過我們可以預(yù)知的是，如果鈉離子電池能夠做到和鋰離子電池相同的性能，想必電動(dòng)汽車的價(jià)格會(huì)大幅下跌，所以特斯拉能不能降到15萬全看鈉離子電池了。
● 未來什么車可能會(huì)搭載鈉離子電池？
由此可以看出，今年率先上車的基本都是微型車或緊湊型車，各家主機(jī)廠看來都希望鈉離子電池能夠盡快在這樣級(jí)別的車型中滲透，而產(chǎn)業(yè)規(guī)模化和降本時(shí)刻應(yīng)該在2024-2025年。
● 全文總結(jié)
目前鈉離子電池仍然處于產(chǎn)業(yè)化的早期階段，在未來一段時(shí)間內(nèi)，都不大可能取代鋰離子電池，兩者的關(guān)系更像是為了滿足不同細(xì)分市場(chǎng)的需求。同時(shí)您也不要指望鈉離子電池會(huì)很快出現(xiàn)在筆記本電腦或者是手機(jī)中，在這些小型設(shè)備中，能量密度依然是第一前提，但如果未來您購(gòu)買的電動(dòng)汽車有點(diǎn)“咸”，也千萬別感到驚訝哦！（圖/文 汽車之家 鄭晨）
