天天快播：電池的未來方向——高溫鈉電池

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鋰離子電池目前廣泛應用于智能手機和電動汽車等領域，但生產鋰電池的原材料鋰和鈷儲量有限，回收利用要求較高。為了助力實現我國的雙碳目標，科研人員一直致力于開發材料更加便宜易得的鈉基電池。

鈉離子電池與鋰離子電池工作原理相同、制造工藝相似，而且具有資源豐富、成本低廉、安全性能好等特點。鈉基電池的主要物質鈉可以從海水中提取，所以不僅資源豐富，而且鈉基電池的生產過程也可比鋰電池更加環保。

高溫鈉電池主要包括兩種類型的鈉電池體系，分別是鈉硫電池和ZEBRA電池。這兩種電池體系的原理比較相似，都是可以實現鈉離子導電的陶瓷電解質作為離子交換的隔膜，并將金屬鈉或者化合物形式的鈉作為電價變化的活性物質制造的二次發電電池。

目前廣泛應用的鋰離子電池，一般使用的最高溫度不能超過60度。中科院物理所長三角物理研究中心的科研人員研發的具有自主知識產權的鈉離子電池，通過材料體系和電解液的優化，可以有效解決電池高溫循環的問題，拓寬電池使用溫度區間，并且提高使用壽命。

目前中科院物理所長三角物理研究中心已經對改良的鈉電池進行了高溫循環安全性試驗，80度循環達到了100周，保持率達到99%以上的水平，與此同時，科研團隊通過100多次安全性實驗，從近百種電解液中優化出了兩種配方。

未來鈉電池的市場前景也非常廣闊。由于鋰鹽是上游礦產，資源建設擴產都需要一定時間周期，新建產能短期內很難釋放，這些都容易造成價格的波動。

日前，國家能源局綜合司發布《防止電力生產事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）》，提出中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。鈉離子電池所需的鈉資源豐富、成本低，且無過放電特性，安全性能更好，再加上中大型電化學儲站對電池能量密度要求不高，能量密度偏低的水系鈉離子電池也有應用空間，因此鈉離子更有望在中大型電化學儲能領域嶄露頭角。

中國科協科普部

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