可再生能源整合与存储用钠电比锂电更合适的原因

在可再生能源整合与存储方面,钠电相比锂电更合适,主要有以下原因:

成本更低45:
资源丰富且价格低廉:钠是地壳中含量较高的元素之一,储量丰富,分布广泛。其原材料碳酸钠价格稳定且低廉,例如国内柴达木盆地的钠盐储量就极为可观。而锂资源相对稀缺,地壳丰度仅为 0.006%,且分布不均,全球约 75% 的锂资源集中在南美洲,导致其价格波动较大且成本较高。
电极材料成本优势:钠离子电池正极材料可选择铁、锰、铜等元素,摆脱了对丰度较低、价格昂贵的镍、钴元素的依赖,选择范围更广,且制备成本相对较低;负极所用硬碳工艺要求相对更低,具备低成本潜力。同时,钠离子电池负极集流体可使用更为廉价的铝箔替代锂离子电池中的铜箔,进一步降低了电池成本。

安全性更高2:
电化学性能稳定:钠离子的电化学窗口较宽,电池的热稳定性较好,不易发生热失控,相比锂电池在过充、过低环境充电时内部产生结晶发生与氧气的反应,钠电池在极端条件下能保持稳定,安全性更高。例如,在针刺、挤压、短路等测试中,钠离子电池不起火、不爆炸34。
运输和保存更安全:钠离子电池将集流体从铜箔换成铝箔,正极可以放电至 0V 而不会影响后续使用,使其在运输和保存过程中更安全,降低了电池的储运成本。

低温性能好:钠离子电池所用电解液体系温度窗口更宽,赋予其低温活性,适用温度拓宽至 – 40℃ – 80℃,在 – 20℃下容量保持率大于 88%,远高于其他电池,能够解决冬季电动车充电难以及高寒地区储能电站效率低的问题,在寒冷气候条件下的可再生能源存储应用场景中具有优势4。
倍率性能优异:钠离子电池具有较好的倍率性能,能够适应响应型储能和规模供电。例如,在快充能力方面,钠离子电池的充电时间较短,一般只需要 10 分钟左右,而目前量产的三元锂电池即使是在直流快充的加持下,将电量从 20% 充至 80% 通常需要 30 分钟的时间,磷酸铁锂则需要 45 分钟左右4。
可回收性强:钠电的回收工艺相对简单,回收成本较低,且回收后的材料可用于再制造新的电池,有利于资源的循环利用和可持续发展,避免环境污染和资源浪费,实现回收再利用的闭环。
技术进步和产业化发展:近年来,钠离子电池的研究和产业化进程不断加速,技术逐渐成熟,能量密度等性能指标不断提升,已能够满足部分可再生能源整合与存储的需求,且未来还有进一步提升的空间4。

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分类:鸿蒙