隨著科技的進(jìn)步,我們使用電池的需求日益增加。普通的鋰電池已經(jīng)被廣泛使用,而鈉電池則是較新的充電電池類型。雖然它們的基本原理相同,但鈉電池和鋰電池還是存在一些區(qū)別,那鈉電池和鋰電池的區(qū)別在哪里呢?
鈉電池比鋰電池更重,殼體也更大。鈉電池在高溫下更適用,可以承受更高的溫度。雖然鈉電池的電壓和能量低于鋰電池,但使用壽命更長(zhǎng),耐用。不過相對(duì)來說,鈉電池的制造成本較高,市場(chǎng)上的選擇也比較有限。這些差異帶來的結(jié)果就是鈉電池的應(yīng)用范圍比較特定,主要用于工業(yè)和大型能源儲(chǔ)存項(xiàng)目。而鋰電池則是目前電子產(chǎn)品等消費(fèi)類電池的首選。
鈉電池與鋰電池的能量密度差異?
電池作為新能源領(lǐng)域不可或缺的一部分,其性能一直是研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。目前,市場(chǎng)上主流的電池類型有鈉電池和鋰電池。那么,鈉電池和鋰電池有哪些能量密度方面的差異呢?本文將會(huì)從多個(gè)角度進(jìn)行分析解答。
1、介紹
隨著市場(chǎng)營(yíng)銷競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈,電池行業(yè)的集中度逐漸加強(qiáng),市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多新興電池制造商。在此過程中,鈉電池作為一種可替代鋰電池的價(jià)值被越來越多的人所看重。因此,值得關(guān)注的是,鈉電池和鋰電池相比,究竟哪一方更具備優(yōu)勢(shì)?
首先,我們應(yīng)該明確兩者的能量密度,即每公斤電池能儲(chǔ)存多少能量。不難發(fā)現(xiàn),鋰電池的能量密度更高,為每公斤160-180 Wh/kg,而鈉電池的能量密度則只有80-100Wh/kg。但是,僅僅以能量密度這一方面進(jìn)行比較是不完全的。
2、外觀與結(jié)構(gòu)
鋰電池是根據(jù)鋰離子在正極和負(fù)極之間進(jìn)行充放電來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的,其中正極是由鋰、鈷、釕、鋅或錳等組成的材料,負(fù)極是由碳或鋰合金等材料制成。這些材料被分別包裹在膠體電解質(zhì)中,形成了一個(gè)名為"三明治結(jié)構(gòu)"的電池單元。
而鈉電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)則更加簡(jiǎn)單:相比鋰電池三明治結(jié)構(gòu)的正負(fù)極,鈉電池的正負(fù)極均為金屬鈉,電解質(zhì)為氧化鈉。同時(shí),由于液態(tài)氧化鈉被用作電解質(zhì),鈉電池的外觀還需考慮鈉與液態(tài)氧化鈉間的反應(yīng)性。
3、安全性
鈉電池存儲(chǔ)的藏是一種鋁合金薄板(容器),有些裝置使用針對(duì)性引爆技術(shù)或其它相對(duì)成熟的防爆技術(shù),以降低容器突然爆炸產(chǎn)生的危險(xiǎn)。與此相對(duì),鋰電池在不安全因素方面擔(dān)負(fù)有更大的風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)上,鋰電池在發(fā)生短路、過充、過放等情況下,很容易產(chǎn)生高溫、燒蝕、甚至起火、爆炸等危險(xiǎn)性事件。
4、成本
鈉資源在地球上相對(duì)來說比較豐富,價(jià)格更加穩(wěn)定,因此鈉電池相比鋰電池在成本方面具備更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。而相對(duì)高昂的鋰資源價(jià)格和技術(shù)復(fù)雜度,則使得鋰電池相對(duì)于鈉電池價(jià)格更加昂貴。
5、國(guó)家戰(zhàn)略
在2015年時(shí),我國(guó)政府就提出了新能源汽車即可行動(dòng)男,要求到2020年新能源汽車出口和銷售量均達(dá)到500萬輛。那么在這個(gè)大環(huán)境下,解決能源問題就變得尤為重要,因此新能源汽車發(fā)展的過程中使用的電池種類就直接關(guān)乎中國(guó)的整體能源生態(tài)。
鈉離子電池是一種更加具有工業(yè)化前景的電池,其實(shí)現(xiàn)的方式意味著制造過程與鋰離子電池大為不同。例如,鈉離子電池并不需要成像以及極高的工業(yè)化穩(wěn)定性,可以成批生產(chǎn)。然而,相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)對(duì)鈉離子電池材料研究的報(bào)道還相對(duì)較少。
鈉電池與鋰電池的循環(huán)壽命有何不同?
如今,電池已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可或缺的一部分。隨著科技的進(jìn)步,電池的種類越來越多,其中比較常見的是鈉電池和鋰電池。那么,兩者的循環(huán)壽命有何不同呢?接下來就讓我們一起來看看。
1、循環(huán)壽命的定義
循環(huán)壽命是指電池在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下,能夠正常充放電并重新充電,在損失容量之前的充放電次數(shù)。所謂標(biāo)準(zhǔn)工作條件,指的是電池溫度、充電電流、放電電流等多個(gè)方面的參數(shù)滿足特定的要求。
循環(huán)壽命是衡量電池使用壽命的重要指標(biāo)之一,也是電池產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵性能之一。可以理解為循環(huán)一次就會(huì)縮短一次電池的壽命。
2、循環(huán)壽命的區(qū)別
鋰電池由于其高能量密度和充電方便,逐漸取代鎳氫電池成為市場(chǎng)主流。與鎳氫電池相比,鋰電池的循環(huán)壽命有了極大的提高,一般可達(dá)到300-800次。但是,鋰電池存在“衰減效應(yīng)”,即使用次數(shù)越多,電池使用時(shí)的電壓也會(huì)逐漸降低,容量也會(huì)下降。
與鋰電池相比,鈉電池的特殊之處在于其材料特性均為天然資源,因此更加環(huán)保可持續(xù),而絕大多數(shù)鋰電池則使用有限的地下資源。
另外,鈉電池的放電深度可以更深、使用壽命更長(zhǎng)。據(jù)了解,在相同的放電深度下,鈉離子電池的使用壽命是鋰離子電池的5倍。
3、影響循環(huán)壽命的因素
(1)溫度:電池的溫度對(duì)電池容量和循環(huán)壽命有很大影響。一般來說,電池的充、放電效率和壽命都隨著溫度的升高而變差。
(2)充放電深度:充放電深度是指電池電量變化的大小,充放電深度越大,電池的循環(huán)壽命越短。
(3)充放電速率:電池的充放電速率會(huì)影響電池的循環(huán)壽命。通常來說,高速充放電會(huì)縮短電池的使用壽命。
4、延長(zhǎng)循環(huán)壽命的方法
(1)避免過度充放電:過度充放電會(huì)對(duì)電池的壽命產(chǎn)生很大的影響,應(yīng)盡可能避免。
(2)控制電量消耗:要想延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命,還需盡可能地減少電量消耗。例如,可以通過降低屏幕亮度或關(guān)閉一些不必要的應(yīng)用程序等方式實(shí)現(xiàn)。
(3)控制使用環(huán)境:注意控制環(huán)境溫度以及電池所處的環(huán)境。(4) 正確存儲(chǔ):電池存儲(chǔ)也是影響其循環(huán)壽命的因素之一。
鈉電池與鋰電池的價(jià)格相比較如何?
電動(dòng)汽車技術(shù)在近年來飛速發(fā)展,而隨之而來的就是電池技術(shù)的快速進(jìn)步。目前市場(chǎng)上使用最多的電池是鋰電池,但近年來有越來越多的人開始關(guān)注另一種電池--鈉電池。鈉電池與鋰電池相比較究竟價(jià)格如何呢?本文將從幾個(gè)方面為讀者深入解析。
1、原材料價(jià)格比較
首先要比較的就是鈉電池與鋰電池所使用原材料的價(jià)格。鋰電池大量采用的鋰元素市場(chǎng)價(jià)格目前約為每噸75000元,同樣鈉元素的市場(chǎng)價(jià)格為每噸28000元。可以看出,鋰元素的價(jià)格約為鈉元素的兩倍左右。然而,要深入了解價(jià)格,還需要看到的是每個(gè)電池所需的重量和數(shù)量。
一般來說,鈉電池相應(yīng)的重量要比鋰電池大數(shù)倍,同時(shí)電池?cái)?shù)量也會(huì)更多。舉個(gè)例子,一個(gè)電動(dòng)汽車通常會(huì)使用數(shù)百個(gè)小型鋰電池,而相同規(guī)格的電池,鈉電池的數(shù)量需要更多。因此,雖然鋰元素的價(jià)格比鈉元素高,但由于鈉電池的制造需要用到更多的原材料,因此實(shí)際代價(jià)基本相同。
2、制造成本比較
除了原材料之外,制造成本也是影響電池價(jià)格的一個(gè)重要因素。制造鈉電池所需的成本較高,尤其是在鈉電池的正極材料方面。鈉電池的正極材料需要使用氧化鐵等材料。但與之相比,鋰電池所需的材料就顯得相對(duì)簡(jiǎn)單。制造鈉電池的技術(shù)相對(duì)成熟程度要低于鋰電池,因此即使在使用相同數(shù)值的電極和其他配件的基礎(chǔ)上,制造鈉電池的成本也要高于鋰電池。 據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Kewei數(shù)據(jù)顯示,相較于鋰電池而言,主流的鈉離子電池制造成本還要高出30%以上。
3、電池壽命比較
電池的壽命也是影響價(jià)格比較的因素之一。鈉電池在頻繁的充放電過程中壽命短且容易老化,使用壽命相對(duì)較短。而鋰電池相對(duì)合理的使用方式和管理方法能夠保證其壽命。
4、環(huán)保、安全等方面比較
鈉電池是一種新型電池,相較于鋰電池,安全性還有待進(jìn)一步觀察和評(píng)估。由于鈉電池在制造過程中會(huì)產(chǎn)生有毒的氯氣,因此需要特別注意作業(yè)條件和環(huán)保問題。而鋰電池的安全性在相對(duì)范圍內(nèi)已經(jīng)經(jīng)過驗(yàn)證。
5、應(yīng)用場(chǎng)景的差異
無論是鋰電池還是鈉電池,都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。通常來說,鋰電池優(yōu)勢(shì)在于:重量輕、體積小、使用壽命長(zhǎng);而鈉電池優(yōu)勢(shì)在于大容量電流輸出、高溫下的表現(xiàn)不俗、成本低廉等。因此,鈉電池在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域有較大的應(yīng)用前景。而鋰電池則廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦,電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。
從外表結(jié)構(gòu)看,鈉電池和鋰電池基本一致,但是從技術(shù)原理及應(yīng)用方面看,兩者之間還是有區(qū)別的。
鈉電池由于其電荷能夠嵌入到石墨或有機(jī)物電極中,電介質(zhì)容易受到?jīng)Q定性思考影響,安全性和循環(huán)性能相對(duì)較差;相對(duì)于鈉離子來說,鋰離子能提供更高的電能密度,因此鋰電池被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、移動(dòng)設(shè)備及儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
因此,我們?cè)谶x擇電池的時(shí)候,需要根據(jù)具體需求、使用場(chǎng)景進(jìn)行合理選擇,既能滿足電能密度要求,又要注意安全性和循環(huán)性能。這對(duì)于未來電池技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用推廣來說,也提出了更高的要求。
關(guān)鍵詞:鈉電池,鈉電池與鋰電池區(qū)別,鋰電池和鈉電池的不同