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鋰電池與鈉電池的異同–哪一個更有優(yōu)勢

文章來源:本站 人氣:192 次 發(fā)表時間:2023-05-22

 

鈉離子電池真的能取代鋰離子電池并成為電池市場的主流嗎?讓我們來討論一下鋰離子電池與鈉離子電池。在此之前,我們還比較了鋰離子電池與鎳氫電池之間的區(qū)別。此外,還有一個鋰離子電池中21700電池與18650型號的比較,希望你能從中獲得有用的信息。

電源解決方案正在發(fā)生變化,便攜式電池也是如此。在這篇文章中,我們給你帶來了一種充電電池類型,它已經(jīng)成為電池行業(yè)的最新話題之一。

這篇文章是關(guān)于鋰電池與鈉電池的比較。雖然有足夠的研究使鈉成為便攜式電源解決方案中鋰的更好替代品,但鈉電池的標準化和商業(yè)化還沒有超過幾年的時間。

 

鈉離子電池能否真正取代鋰離子電池并成為電池市場的主流?

 

什么是鈉離子電池

通常來說,鈉電池是另一種類型的可充電電池,其工作原理與鋰電池非常相似;離子在正負極之間移動。為什么鈉被認為是取代鋰電池的一個有前途的選擇,這個問題的答案在于其化學性質(zhì)。由于鋰和鈉都是金屬元素,在元素周期表中位置最接近,它們的主要特性;價電子、電荷攜帶量、充放電反應是一致的。

 

鈉電池如何工作

要了解鈉電池的工作原理,我們必須深入了解其工作化學原理。像任何其他可充電電池一樣,鈉電池由陰極、陽極和電解質(zhì)材料組成。當活性材料插入電解質(zhì)中時,在陽極發(fā)生氧化作用,電極失去一個電子。這些電子前往陰極,在那里發(fā)生還原反應。通過這種方式,產(chǎn)生了電流,增加了電池電壓,最終給電池充電。

 

鈉電池有什么好處嗎?

由于鈉在自然界中的含量比鋰高,因此作為鈉電池主要成分的鈉電極的制造成本更低,使這些電池類型成為比鋰電池更具成本效益的選擇。在鋰電池與鈉電池的爭論中,鈉電池比鋰電池的其他突出優(yōu)勢如下:

●由于有大量低價的鈉鹽儲備,鈉合金(鐵/鎳/錳)正極材料的原材料成本幾乎是鋰電池三元正極材料的一半。

●在電解質(zhì)濃度相同的情況下,鈉電解質(zhì)材料的電導率比鋰材料高20%,使其成為更實惠的低濃度電解質(zhì)溶液。

雖然鈉電池的能量密度無法與鋰離子電池相比,但其成本效益顯著,使其成為傳統(tǒng)鉛酸電池的替代品。

 

鈉電池是好東西嗎?

 

鈉電池的缺點

鈉電池大多使用有機溶劑作為其電解質(zhì)材料,這可能是一個很大的安全問題,因為這些有機溶劑是高度易燃的,可能導致爆炸和火災。鈉電池由于其密度低,提供的體積能量密度也低,這是因為在其晶體結(jié)構(gòu)中存在水分子和CN基團,釋放出HCN分子。在電池生產(chǎn)過程中,需要更多的輔助材料和制造成本。

 

什么是鋰離子電池

最常見的可充電電池類型;鋰離子電池主要由四個部分組成。一個陰極、一個陽極、一個電解質(zhì)和一個分離器。陰極是鋰離子的來源,它決定了這些電池的電壓和容量,而陽極則負責電池充電時的電流流動。

當被完全充電時,陽極儲存鋰離子。電解液作為陽極和陰極之間的通道。它可以是溶劑、添加劑或鹽類。最后,分離器是不言自明的,它是將陽極和陰極分離的物理屏障。

由于其高能量密度、緊湊的尺寸和輕巧的規(guī)格,鋰離子電池已成為筆記本電腦、平板電腦、手機和電動工具等便攜式設(shè)備的一個流行選擇。

 

什么是鋰離子電池

 

鋰離子電池如何工作

如上所述,鋰離子電池由四個基本部件組成,其工作原理是在陽極和陰極分別發(fā)生氧化-還原反應。正電荷從陽極流出并在陰極收集,從而產(chǎn)生電流。這種電流在集電體和負電體以及被充電的設(shè)備(中間)之間流動,而分離器則防止正負觸點形成短路。

 

鋰電池有什么好處嗎

1.對于所有更換電池不方便的智能和高科技設(shè)備,鋰離子電池被證明是一個很好的選擇,因為這些電池的壽命更長。

2.由于能夠承受較寬的工作溫度范圍,鋰離子電池是在炎熱氣候地區(qū)和戶外應用的理想選擇。

3. 最重要的是,鋰離子電池具有更高的功率密度和更多的電池壽命,加上快速充電和持久能力,使這些電池單元比傳統(tǒng)電池技術(shù)更好。

 

鋰電池是好東西嗎?

 

鋰電池的不足之處

通常情況下,鋰電池耐高溫,但不耐低溫。低溫使用的鋰離子電池容量低,衰減嚴重,循環(huán)率差。

 

鋰與鈉電池的用途是什么

鋰與鈉電池的化學特性決定了它們的主要應用。鋰離子電池由于其高能量密度和工作電壓,一直是便攜式電子設(shè)備充電的最愛,如太陽能發(fā)電系統(tǒng)、房車、船舶和高爾夫球車。另一方面,由于自然界中豐富的鈉元素、高溫適應性、不可燃特性和高能量,鈉離子電池被證明是一種有前途的未來技術(shù)。它們被用于能源網(wǎng)、電動汽車和其他類似的應用。

 

鋰電池和鈉電池的用途是什么?

 

鋰電池與鈉電池的工作溫度范圍

鋰與鈉電池的工作溫度取決于放電效率和循環(huán)壽命。鈉離子電池的合適工作溫度為-40-+60?C,而鋰離子電池的工作溫度為-20-60?C。

 

鋰電池與鈉電池的區(qū)別是什么?

鋰離子電池與鈉離子電池的關(guān)鍵區(qū)別在于性能和溫度范圍。從元素特性來看,人們可以清楚地看到,與鈉相比,鋰具有更好的電化學特性,從而導致更好的能量轉(zhuǎn)移。長話短說,在性能和持久性方面,鋰電池被證明比鈉電池優(yōu)越。鈉電池沒有熱失控,這意味著這些電池是易燃的,可以在寒冷的環(huán)境中有效運行。簡而言之,鈉離子電池在更大的溫度范圍內(nèi)提供了卓越的性能。

 

鋰電池與鈉電池的區(qū)別是什么?

 

尺寸

談到鋰離子電池與鈉離子電池的尺寸,我們必須牢記兩個重要因素,即能量密度和單位體積的電量。一般來說,在儲存相同能量的情況下,鈉離子電池的尺寸要比鋰離子電池大,這是因為它們的能量密度較低,導致單位體積的電量較低。然而,隨著技術(shù)的提高,我們期待著鋰離子電池與鈉離子電池的能量密度的提高,因為這將使我們有更小但更強大的電池解決方案。

 

成本

鋰與鈉電池的價格比較。盡管在鈉離子電池的商業(yè)化方面還有很多工作要做,以使它們能夠在商業(yè)上得到普遍使用,但預計鈉離子電池與鋰離子電池相比,其價格將降低30-40%。

 

鋰電池與鈉電池的性能

由于其更好的電化學特性和有效的傳輸特性,鋰離子電池與鈉離子電池相比,證明了其優(yōu)越的性能。它們更高的能量密度和更低的內(nèi)阻使它們成為所有需要經(jīng)常更換的便攜式電子設(shè)備的首選。在鋰離子電池與鈉離子電池中,電池價格和環(huán)境影響是優(yōu)先考慮的因素,鈉離子電池具有優(yōu)越的性能。例如,在電網(wǎng)存儲安排中,大容量電池的存儲時間較長,需要較少的充電次數(shù),鈉離子電池是一個不錯的選擇。

 

鋰離子電池與鈉離子電池的性能對比

 

哪種電池更安全-鋰電池與鈉電池

如果我們討論鋰離子電池和鈉電池的安全因素,世界范圍內(nèi)已經(jīng)報道了幾起針對鋰離子電池的爆炸和起火事件。另外,這是一種鈷酸鋰電池,但不是所有的鋰離子電池都有不安全的材料,像磷酸鐵鋰電池,它使用安全和環(huán)保的材料,無毒,沒有重金屬。

與此相反,鈉離子電池不需要對其安全處理、使用和儲存進行特別考慮,因為其更安全的化學成分將確保電池永遠不會出現(xiàn)任何此類故障。

 

鈉電池比鋰電池好嗎?

如何在鋰電池和鈉電池之間做出選擇,從鈉在地殼中的存在比鋰多一千倍的事實來看,科學家們認為我們可以在可預見的未來依靠鈉,這將是一個更實惠和可持續(xù)的選擇。然而,幾種類型的研究正在進行中,以得出鈉電池比鋰更環(huán)保的結(jié)論,目前的證據(jù)還不足以有最終決定權(quán)。

 

鈉電池比鋰電池好嗎?

 

鈉離子電池將取代鋰離子電池

考慮到鈉的豐富性和其有利的化學特性,人們不能忽視鈉取代鋰離子電池的更大機會,因為它是一種更便宜和環(huán)保的解決方案。如果發(fā)生這種情況,鈉離子將把替換鋰離子電池的成本降低近一半。然而,鈉電池不能完全取代鋰離子電池,它們不適合能量密度要求高的應用,如移動電話和筆記本電腦或船舶電池等。鋰離子電池與鈉電池相比,對于容量相對較大、能量密度要求相對較低的車輛,仍有市場需求。未來,分布式儲能和電網(wǎng)儲能將為鈉電池帶來廣闊的應用前景。

 

為什么我們不使用鈉離子電池

鈉離子電池相對于鋰離子電池(磷酸鐵鋰和錳酸鋰)有能量密度上的劣勢。而且在價格上也沒有大的優(yōu)勢。鈉離子電池沒有大規(guī)模的應用。首先,鈉離子電池的上游供應鏈并不成熟,存在很多潛在的性能缺陷。 鈉電池沒有獲得明顯的成本優(yōu)勢。在鋰電池與鈉電池的選擇上,用戶更愿意接受成熟度更高的鋰離子電池產(chǎn)品。

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