鋰離子電池還在可充電電池市場(chǎng)上攻城拔寨。但與此同時(shí)，鈉離子電池正在加快針對(duì)大型應(yīng)用(即非電動(dòng)汽車或消費(fèi)電子產(chǎn)品)的競(jìng)爭(zhēng)性開(kāi)發(fā)。

　　多年來(lái)，研究人員一直致力于讓鈉電池投入商用。這項(xiàng)技術(shù)最終可能會(huì)如期實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橐呀?jīng)有兩家公司現(xiàn)在開(kāi)始商業(yè)交付。

　　2020年9月，能源部高級(jí)研究計(jì)劃署(Energy)向位于加利福尼亞州圣克拉拉的Natron Energy授予 了1,990萬(wàn)美元，作為快速跟蹤技術(shù)新計(jì)劃的一部分，這部分投資目的是推進(jìn)其商業(yè)化努力。該公司銷售副總裁Jack Pouchet說(shuō)，這些電池現(xiàn)在處于小批量商業(yè)生產(chǎn)中。Natron的首批客戶是數(shù)據(jù)中心和電信公司。

　　東北大學(xué)研究教授，鋰電池咨詢公司E-KEM Sciences的首席技術(shù)官KM Abraham說(shuō)：“從純性能的角度來(lái)看，鈉離子電池對(duì)便攜式電子產(chǎn)品或電動(dòng)汽車沒(méi)有吸引力。” 鋰離子電池比鈉離子具有更高的能量密度，這意味著緊湊的鋰離子在兩次充電之間的運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。他說(shuō)，到目前為止，鈉離子已顯示出約一半的鋰能量密度，可以達(dá)到285 Wh / kg。

　　但是鈉離子電池可以使鋰離子電池在固定應(yīng)用中物有所值，例如家用和電網(wǎng)的可再生能源存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)中心的備用電源，在這些應(yīng)用中，成本比大小和能量密度更為重要。根據(jù)目前可獲得的信息，Abraham預(yù)計(jì)鈉離子電池的成本將比鋰離子電池低約10%至20%。

　　鈉電池最大的優(yōu)點(diǎn)是使用了豐富，便宜且良性的材料。地殼中的鈉比鋰多一千倍。提取和純化的成本也更低。此外，電池中通常使用的鈉金屬氧化物陰極(陽(yáng)極就像鋰離子電池一樣是碳)可以由多種金屬(例如鐵和錳)制成。相比之下，鋰離子陰極使用鈷，一種地質(zhì)儲(chǔ)量有限的金屬以及以少數(shù)幾個(gè)國(guó)家為中心的脆弱的供應(yīng)鏈。鉛酸和鎳鎘等其他電池也含有有毒金屬。“鈉的主要吸引力是可持續(xù)性，”Abraham說(shuō)。

　　鈉電池也比鋰離子電池更穩(wěn)定和安全。Pouchet說(shuō)，它們的溫度范圍更廣，不易燃，并且在任何情況下都不會(huì)發(fā)生熱失控(可能導(dǎo)致鋰離子電池著火)。

　　Natron是開(kāi)發(fā)和商業(yè)化鈉離子電池的少數(shù)參與者之一。該公司正在采取一種獨(dú)特的方法，用Prussian Blue來(lái)制造陰極和陽(yáng)極，Prussian Blue是一種用于油漆和染料的顏料。這種低成本材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常擅長(zhǎng)吸收和釋放鈉離子，從而使電池可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成充電和放電，并可以快速釋放能量。Pouchet說(shuō)，Prussian Blue電極的使用壽命也比碳基和金屬基電極長(zhǎng)，可以充電超過(guò)50,000次。

　　另一家領(lǐng)先的鈉離子電池公司是英國(guó)的Faradion，他們已經(jīng)在澳大利亞和印度找到了市場(chǎng)。去年，該公司宣布已收到投資集團(tuán)ICM Australia的第一筆訂單，可用于澳大利亞市場(chǎng)，在澳大利亞市場(chǎng)，住宅，商業(yè)和電網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用的電池存儲(chǔ)需求一直在增長(zhǎng)。他們還在印度開(kāi)發(fā)用于商用車的電池。

　　Faradion表示，其原型電池可以提供超過(guò)140 Wh / kg的能量密度。

　　該公司于2月下旬宣布，將與總部位于德克薩斯州休斯頓的能源公司Phillips 66合作，開(kāi)發(fā)成本更低，性能更高的電池負(fù)極材料。

　　亞伯拉罕說(shuō)，這種有針對(duì)性的研究正是技術(shù)所需要的。他在ACS Energy Letters中發(fā)表的最新評(píng)論中指出，需要對(duì)更好的陽(yáng)極和陰極材料進(jìn)行更多研究，以生產(chǎn)出能量密度接近200 Wh / kg的實(shí)用鈉離子電池。他指出，太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心(CNRS)以及法國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能研究網(wǎng)絡(luò)等方面正在進(jìn)行的有希望的研究。他說(shuō)：“鈉離子電池肯定有很多錢?！?/p>