钠,这种比锂更稳定的元素,即将进入电池应用阶段。钠在能量的储存和处理方面具有无限潜力,与锂相比有许多明显优势,包括钠离子电池应更便宜且充电速度比锂电池快指数倍。最近成立的法国初创公司Tiamat的目的是生产出实用的、工业标准的钠离子电池,且在2020年前在市场上销售。Tiamat已经拥有数十个功能原型。

在电池中使用钠离子的想法并不新鲜;事实上,自20世纪80年代以来就一直在尝试。2015年,由法国国家科学研究中心(CNRS)建立的法国研究网络RS2E,任务就是研制这种钠离子电池。两年后,他们的研究人员和科学家拿出了第一款原型。更令人印象深刻的是,在发现钠离子能量分布特性并着手开发的仅6个月后,CNRS的研究人员就组装出钠离子电池功能原型。

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图:Tiamat的钠离子电池。(图片来源:CNRS)

钠离子电池不仅有可能价格低廉,而且具有极高的储能潜力。预计其寿命约为10年,而锂离子电池的预期寿命是三至四年。这是个巨大飞跃。研究表明,钠离子电池不仅续航能力更长,而且充电速度可以快10倍,放电速度可以慢10倍。这些都是重大进展,可以预期会对整个能源领域产生长期影响。

尽管钠离子电池优点众多,但锂离子电池目前是首选,尤其是便携式应用,因为钠离子电池通常比同等容量的锂离子电池重。然而,钠的丰富储量和可获得性会使人们相信,在不久的将来,锂离子电池最终会被淘汰。钠占整个地壳含量的2.6%,而锂仅占0.06%。仅有三个国家发现蕴藏锂元素,而钠则遍布全球各地。钠存在于每个国家的水域和陆地,甚至在其地表深处还有钠矿。

Tiamat称,大规模生产钠离子电池可能最早会在2020年开始。然而,Tiamat的目的不是废弃锂电池而使钠电池成为新的主导技术,即使钠由于其可用性要便宜得多且更实用。相反,钠离子电池的目标应用是:长期能量储存,以及充电能力比重量更重要的应用。例如,可以使用钠离子电池来打造充电比现在快10倍的电动汽车。它们也可用于长期存储太阳能或风能。尽管能源生产有季节性波动,绿色能源的长期储存将使电网保持稳定。这种储能能力有望变得越来越有用。

随着世界继续转向绿色能源,长期储能成为越来越重要的诉求。这种新型电池配置会使钠离子置身波谲云诡的技术角力的漩涡中,而且同时还解决了全球大部分的能源问题。

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