鋰離子電池進(jìn)入發(fā)展瓶頸期鈉離子電池會(huì)取而代之嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-28 21:20
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普渡大學(xué)(Purdue University)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種鈉粉末，用于鈉離子電池，制造商可以用這種粉末來(lái)取代鋰，而鋰的大部分開(kāi)采地點(diǎn)都在南美洲的山區(qū)。
普渡大學(xué)化學(xué)工程副教授Vilas Pol在一份聲明中說(shuō):“在電極加工過(guò)程中添加合成的鈉粉，只需要對(duì)電池生產(chǎn)工藝進(jìn)行輕微的修改。”“這是將鈉離子電池技術(shù)推向工業(yè)應(yīng)用的一種潛在方式。”
近年來(lái)，科學(xué)家們一直在努力使鈉離子電池像鋰離子電池一樣具有功能。盡管鈉的價(jià)格低廉且含量豐富，但當(dāng)它暴露在水中時(shí)，即使是在空氣中，鈉也有爆炸的傾向。鈉離子也容易在電池充電和放電的前幾次中丟失。
然而，鈉離子電池在大型太陽(yáng)能和風(fēng)能設(shè)施中尤其受用，成本更低，因?yàn)樗鼈兛梢詢(xún)?chǔ)存能量。
然而，鈉離子在初始充電周期中傾向于停留在硬碳陽(yáng)極上，而不會(huì)移動(dòng)到陰極端。這些離子形成了一種叫做固體電解質(zhì)界面的結(jié)構(gòu)。
“通常固體電解質(zhì)界面是好的，因?yàn)樗Ｗo(hù)碳顆粒不受電池的酸性電解液的影響，而酸性電解液是導(dǎo)電的，”Pol說(shuō)。“但是太多的界面消耗了我們?yōu)殡姵爻潆娝枰拟c離子。”
鈉粉可以為固體電解質(zhì)界面提供必要的鈉含量以保護(hù)碳，同時(shí)不會(huì)以消耗鈉離子的方式堆積。
通過(guò)將鈉粉放在充滿氬氣的盒子里，研究人員將鈉接觸到的濕氣減到最小。
然后他們用超聲波將鈉塊融化成乳白色的紫色液體，然后冷卻成粉末，懸浮在己烷溶液中，均勻分散粉末顆粒。
在制造過(guò)程中，只需在陽(yáng)極或陰極電極上滴幾滴鈉懸浮液，鈉離子電池就能以更高的容量和更高的穩(wěn)定性進(jìn)行充放電。
鋰電自行車(chē)太嬌嫩，只能作為代步工具。鋰電車(chē)載重較重貨物之后，就會(huì)出現(xiàn)很大的問(wèn)題，如續(xù)行里程縮短、使用壽命快速減少等，如果充電器質(zhì)量不好、鋰電池的保護(hù)板有問(wèn)題，就會(huì)在充電過(guò)程中發(fā)生起火等問(wèn)題，這讓消費(fèi)者使用感到有些害怕。
鋰電池本身的質(zhì)量還有待提高。不同于鉛酸電池，鋰電池在電芯成組裝配中非常講究電池的一致性和穩(wěn)定性，如采用18650型電池，在串并聯(lián)中，對(duì)每一顆電芯的電壓要保持絕對(duì)的一致性。如果電芯電壓不一致，短板效應(yīng)就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。許多整車(chē)企業(yè)為了要降低成本，往往會(huì)在選擇充電器上做手腳;那些小鋰電池企業(yè)同樣也會(huì)在保護(hù)板、電芯上動(dòng)歪腦經(jīng)，結(jié)果很明顯，鋰電池未使用到規(guī)定的保修期內(nèi)，鋰電池的容量已經(jīng)無(wú)法保證鋰電自行車(chē)的續(xù)行里程。
據(jù)介紹，目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)用鋰電池的返修率最高的可達(dá)13%左右，最低的也在5%左右?，F(xiàn)在許多的電動(dòng)自行車(chē)用鋰電池企業(yè)基本上在盈虧點(diǎn)上進(jìn)行運(yùn)作，電池企業(yè)幾乎沒(méi)有純利潤(rùn)，原因是產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，規(guī)模大企業(yè)打價(jià)格戰(zhàn)往死里打。
盡管鋰電自行車(chē)前景發(fā)展很好，但鋰電自行車(chē)質(zhì)量做不上去、鋰電自行車(chē)售后不能與鉛酸電池那樣更換與維修方便的話，可能會(huì)進(jìn)入到發(fā)展的瓶頸期。
普渡大學(xué)化學(xué)工程副教授Vilas Pol在一份聲明中說(shuō):“在電極加工過(guò)程中添加合成的鈉粉，只需要對(duì)電池生產(chǎn)工藝進(jìn)行輕微的修改。”“這是將鈉離子電池技術(shù)推向工業(yè)應(yīng)用的一種潛在方式。”
然而，鈉離子電池在大型太陽(yáng)能和風(fēng)能設(shè)施中尤其受用，成本更低，因?yàn)樗鼈兛梢詢(xún)?chǔ)存能量。
然而，鈉離子在初始充電周期中傾向于停留在硬碳陽(yáng)極上，而不會(huì)移動(dòng)到陰極端。這些離子形成了一種叫做固體電解質(zhì)界面的結(jié)構(gòu)。
“通常固體電解質(zhì)界面是好的，因?yàn)樗Ｗo(hù)碳顆粒不受電池的酸性電解液的影響，而酸性電解液是導(dǎo)電的，”Pol說(shuō)。“但是太多的界面消耗了我們?yōu)殡姵爻潆娝枰拟c離子。”
鈉粉可以為固體電解質(zhì)界面提供必要的鈉含量以保護(hù)碳，同時(shí)不會(huì)以消耗鈉離子的方式堆積。
通過(guò)將鈉粉放在充滿氬氣的盒子里，研究人員將鈉接觸到的濕氣減到最小。
然后他們用超聲波將鈉塊融化成乳白色的紫色液體，然后冷卻成粉末，懸浮在己烷溶液中，均勻分散粉末顆粒。
在制造過(guò)程中，只需在陽(yáng)極或陰極電極上滴幾滴鈉懸浮液，鈉離子電池就能以更高的容量和更高的穩(wěn)定性進(jìn)行充放電。
鋰電自行車(chē)太嬌嫩，只能作為代步工具。鋰電車(chē)載重較重貨物之后，就會(huì)出現(xiàn)很大的問(wèn)題，如續(xù)行里程縮短、使用壽命快速減少等，如果充電器質(zhì)量不好、鋰電池的保護(hù)板有問(wèn)題，就會(huì)在充電過(guò)程中發(fā)生起火等問(wèn)題，這讓消費(fèi)者使用感到有些害怕。
據(jù)介紹，目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)用鋰電池的返修率最高的可達(dá)13%左右，最低的也在5%左右?，F(xiàn)在許多的電動(dòng)自行車(chē)用鋰電池企業(yè)基本上在盈虧點(diǎn)上進(jìn)行運(yùn)作，電池企業(yè)幾乎沒(méi)有純利潤(rùn)，原因是產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，規(guī)模大企業(yè)打價(jià)格戰(zhàn)往死里打。
盡管鋰電自行車(chē)前景發(fā)展很好，但鋰電自行車(chē)質(zhì)量做不上去、鋰電自行車(chē)售后不能與鉛酸電池那樣更換與維修方便的話，可能會(huì)進(jìn)入到發(fā)展的瓶頸期。
在零售市場(chǎng)上，以鋰電自行車(chē)的專(zhuān)賣(mài)店很少，甚至連北上廣深這樣的大城市也沒(méi)有出現(xiàn)有;最多也是在一些規(guī)模大的電動(dòng)車(chē)實(shí)體店里，鋰電自行車(chē)擺放在角落里，不是成為銷(xiāo)售的重點(diǎn)。在這次天津自行車(chē)展上，除了新日推出幾款鋰電自行車(chē)產(chǎn)品之外，就連愛(ài)瑪、綠源、臺(tái)鈴等規(guī)模大企業(yè)幾乎不見(jiàn)鋰電自行車(chē)的影子;同樣，那些做自行車(chē)強(qiáng)項(xiàng)的企業(yè)幾乎也在退出鋰電自行車(chē)制造。由此可見(jiàn)，鋰電自行車(chē)在目前的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還不能成為主流。那么是什么原因造成鋰電自行車(chē)這么多年來(lái)推廣緩慢?
在整個(gè)電動(dòng)車(chē)占有率很低。其原因有很多，一是鋰電池的安全性，通過(guò)過(guò)去對(duì)鋰電爆炸事件的影響，其人民對(duì)鋰電的安全性存在懷疑;二是價(jià)格，鋰電池電動(dòng)車(chē)整一半(行程大的更高);三是實(shí)用性，人民對(duì)短距離出行，已經(jīng)有了很多工具，有共享單車(chē)等。由于這三點(diǎn)根本原因，鋰電池電動(dòng)自行車(chē)，想提高市場(chǎng)占有率，必須解決這些問(wèn)題，找到發(fā)展的方向。
鋰電自行車(chē)只能在局部地區(qū)上有市場(chǎng)。譬如在北京、南京、濟(jì)南等一些市場(chǎng)，鋰電自行車(chē)的銷(xiāo)量占比較高，尤其是北京市場(chǎng)上，近兩年的銷(xiāo)售占比達(dá)到了30%以上。推動(dòng)北京市場(chǎng)鋰電自行車(chē)銷(xiāo)售上升的主要原因是北京的道路擁堵、以及政府對(duì)使用鋰電自行車(chē)的支持。相反在上海地區(qū)，近兩年來(lái)鋰電自行車(chē)的銷(xiāo)量?jī)H占3-5%。
廣東各個(gè)城市的銷(xiāo)量也只有6%左右。而在中小城市，鋰電自行車(chē)不太受到歡迎，農(nóng)村市場(chǎng)則是更少之又少，幾乎不見(jiàn)蹤影。制約鋰電自行車(chē)推廣最大的問(wèn)題還是維修上。如果在北京，維修就顯得很方便，商家會(huì)把有問(wèn)題的電池?fù)Q下來(lái)，給消費(fèi)者臨時(shí)換上舊電池，等到10天左右再到店里換上原來(lái)維修的電池。這種待遇不是每一個(gè)地區(qū)都能享受到的，這就制約了鋰電自行車(chē)的銷(xiāo)量。
鋰電自行車(chē)只能在局部地區(qū)上有市場(chǎng)。譬如在北京、南京、濟(jì)南等一些市場(chǎng)，鋰電自行車(chē)的銷(xiāo)量占比較高，尤其是北京市場(chǎng)上，近兩年的銷(xiāo)售占比達(dá)到了30%以上。推動(dòng)北京市場(chǎng)鋰電自行車(chē)銷(xiāo)售上升的主要原因是北京的道路擁堵、以及政府對(duì)使用鋰電自行車(chē)的支持。相反在上海地區(qū)，近兩年來(lái)鋰電自行車(chē)的銷(xiāo)量?jī)H占3-5%。
廣東各個(gè)城市的銷(xiāo)量也只有6%左右。而在中小城市，鋰電自行車(chē)不太受到歡迎，農(nóng)村市場(chǎng)則是更少之又少，幾乎不見(jiàn)蹤影。制約鋰電自行車(chē)推廣最大的問(wèn)題還是維修上。如果在北京，維修就顯得很方便，商家會(huì)把有問(wèn)題的電池?fù)Q下來(lái)，給消費(fèi)者臨時(shí)換上舊電池，等到10天左右再到店里換上原來(lái)維修的電池。這種待遇不是每一個(gè)地區(qū)都能享受到的，這就制約了鋰電自行車(chē)的銷(xiāo)量。
