鈉這種比鋰更穩定的元素,即將進入電池應用階段。

鈉在能量的儲存和處理方面具有無限潛力,與鋰相比有許多明顯優勢,包括鈉離子電池應該更便宜且充電速度比鋰電池快指數倍。最近成立的法國初創公司Tiamat的目的是生產出實用、具工業標準的鈉離子電池,且在2020年前在市場上銷售。

在電池中使用鈉離子的想法並不新奇,事實上,自20世紀80年代以來就一直在嘗試。2015年,由法國國家科學研究中心(CNRS)建立的法國研究網路RS2E,任務就是研製這種鈉離子電池,兩年後,他們的研究人員和科學家端出了第一款原型。更令人印象深刻的是,在發現鈉離子能量分佈特性並著手開發僅6個月後,CNRS的研究人員就組裝出鈉離子電池功能原型。

20180710NT01P1 Tiamat的鈉離子電池。(圖片來源:CNRS)

鈉離子電池不僅可能價格低廉,而且具有極高的儲能潛力。預計其壽命約為10年,而鋰離子電池的預期壽命是3~4年,這是個巨大飛躍。研究表示,鈉離子電池不僅續航能力更長,而且充電速度可以快10倍,放電速度可以慢10倍。這些都是重大進展,可以預期會對整個能源領域產生長期影響。

儘管鈉離子電池優點眾多,但鋰離子電池目前是首選,尤其是可攜式應用,因為鈉離子電池通常比同等容量的鋰離子電池重。然而,鈉的豐富儲量和可獲得性會使人們相信,在不久的將來,鋰離子電池最終會被淘汰。鈉佔整個地殼含量的2.6%,而鋰僅佔0.06%,目前僅有三個國家發現蘊藏鋰元素,而鈉則遍佈全球各地。不僅如此,鈉存在於每個國家的水域和陸地,甚至在其地表深處還有鈉礦。

Tiamat稱,大規模生產鈉離子電池可能最早會在2020年開始。然而,Tiamat的目的不是廢棄鋰電池而使鈉電池成為新的主導技術,即使鈉由於其可用性要便宜得多且更實用。相反,鈉離子電池的目標應用是:長期能量儲存,以及充電能力比重量更重要的應用,例如,可以使用鈉離子電池打造充電比現在快10倍的電動汽車,它們也可用於長期儲存太陽能或風能。儘管能源生產有季節性波動,綠色能源的長期儲存將使電網保持穩定,這種儲能能力可望變得越來越有用。

隨著世界繼續轉向綠色能源,長期儲能成為越來越重要的訴求。這種新型電池配置會使鈉離子置身詭譎多變的技術角力漩渦中,且同時還解決全球大部分的能源問題。

(參考原文: Startup aims to bring sodium-ion batteries to mass production by 2020,by Jean-Jacques DeLisle)