杭州电动车爆燃，论新型电池的安全性！

浙江医药 原料药+VE持续涨价+钠电池，叠加辅助生殖概念突破20元后价值重估

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钠离子电池能否替代锂离子电池？

与锂离子电池一样，钠离子电池的研究开始于上世纪七十年代。虽然因商业程度等原因，钠离子电池的发展速度不及锂离子电池，但相关研究一直在持续进行，并在近十年迎来井喷式发展。

钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，因此目前的锂电产业在一定程度上能够兼容钠离子电池。这为钠离子电池的发展提供了优势。

当前，钠离子电池的主要劣势是电池能量密度较低。虽然和锂离子电池还有不小的距离，但已达到磷酸铁锂离子电池的水平。目前，世界各地的科研团队正从负极材料入手，希望解决钠离子电池的这一劣势。

虽然考虑到电池性能及使用需求，锂离子电池在长时间内仍会是电化学电池的主流。

但钠离子电池作为一个有竞争力的备选方案，各个主要国家已经开始布局钠离子电池。例如，英国FARADION公司，日本松下、丰田，以及我国的中科海钠都在进行产业化探索。目前，全球开展钠离子电池业务的公司已达20多家。

在风力发电领域，钠离子电池有很大的潜力。自然风能的出现随机性强，导致风力发电不平稳、波动大。而电力系统要求高稳定性，这就使得风电不能直接接入电网，需要一个大型的电池组作为风电“缓冲区”。

如此大规模的电池组需要物美价廉的材料，这就使得造价较低的钠离子电池极富竞争力。在该领域可差异化替代锂离子电池。

而近日，胡勇胜在接受科技日报记者采访时，也举例说明了钠离子电池的优点。现在常用的手机锂离子电池大约一个小时才能充满电量，而钠离子电池用十几分钟甚至更短时间就可以充满。冬日锂离子电池因低温“罢工”现象频见报道，而钠离子电池在低至-30℃、高至80℃的环境中，其放电特性依然很好，足见其环境友好之特性，十分“皮实”，经得起折腾。“我们做过试验，用钢针刺入钠离子电池，人为使其短路，发现没有起火或爆炸。”

但目前钠离子电池的正极材料的选择及制程工艺还不是很成熟，限制了其成本的降低。不过，相信随着技术的不断发展，科学家们会克服钠离子电池现有的问题。将来有一天，钠离子电池终将面向普通人群，大家就可以用上既便宜又安全的电池了。

因为钠与铝在低电位时不会发生化合，所以钠离子电池的正负极均可使用铝箔作为集流体。相对一般锂离子电池只能正极使用铝箔，钠离子电池的造价就可以更低。（一般的锂离子电池的负极不能使用铝箔，而使用价格相对高点的铜箔作为集流体，因为铝箔与锂会发生反应生成锂铝合金，造成活性锂离子损失。）

因此，在电网等需大规模储能的系统上，钠离子电池较锂离子电池有着明显的成本优势。

而且，对我国来说，布局钠离子电池非常具有战略意义。我国境内的锂资源储量虽为世界第四，但大多难以开发，目前使用的锂80%依赖进口。而钠资源分布更平均，布局钠离子电池可降低对锂资源的依赖，有利于防止他国的资源封锁。

对于钠离子电池的发展前景，目前，业内人士看法各不相同。《科创板日报》记者通过梳理资料发现，目前业内的主要争议点在于“钠离子电池能否支撑与保障锂离子电池”。“钠电特性决定其定位为储能及铅酸替代，对当前锂电市场影响小。同时，钠电具备潜在的原材料成本优势，但全生命周期成本受限于循环性能。”华安证券 方面向《科创板日报》记者表示，我国锂资源70%都需要进口，钠离子电池是对锂离子电池的支撑和保障。百灵研究方面向《科创板日报》记者分析表示，“钠离子电池目前处于产业化初期，在未来相当长时间内难以与锂离子电池直接抗衡，更可能承担补充、备选角色。且由于其性能特性差异，其应用场景更可能非锂离子电池主流应用领域，如低速电动车、部分储能、工程机械、基站通信备用电源等领域。”“我不清楚之后会有多少企业要发展钠离子电池，但可以肯定数量不多、只有少数几家。从技术层面来看，钠离子电池确实已到了商业化应用的初期，但钠离子电池产业链目前还远未构成体系。”墨柯向《科创板日报》记者分析表示。此外，胡勇胜向《科创板日报》记者分析认为，“钠离子电池除不具备能量密度优势外，其在充放电倍率性能（10分钟充满90%）、高低温性能（零下40到80度）、循环性能（>4500次）等方面，与锂离子电池相比均不落下风，甚至更具优势。”在他看来，“目前，钠离子电池的定位是最具经济性的高安全储能电池，规模化后可做到铅酸电池的价格、锂离子电池的性能。而我国钠离子电池目前在材料体系、综合性能、产业化速度、示范应用方面都已达国际领先水平，拥有完全独立自主的知识产权，有机会率先在全球范围内实现钠离子电池的产业化与商业化应用。”

钠电池安全性能强大，与性能好的锂电池相互配合，新能源才能走的远，走的强！

网上查了查钠电池的技术指标，感觉对目前的铅酸电池是颠覆性的打击，能量密度碾压，同时具备环保，不爆炸，不起火，温度适应范围大，可过放的特点。对磷酸铁锂电池来说，钠电池能量密度低了20%。机构认为钠电池产业化后的单位成本能比磷酸铁锂至少低30%以上，在储能和二轮车领域的优势非常大，在低性能电动车领域具备成本优势。

电池中通常使用的金属氧化钠阴极（阳极和锂离子电池一样是碳）可以用铁、锰等丰富的金属制成。

相比之下，锂离子阴极使用钴，这种金属的地质储量有限，而且以少数国家为中心的供应链也不稳定。

而其他电池，如铅酸和镍镉电池则含有有毒金属，“钠的主要吸引力在于其符合可持续发展的理念！”Abraham说。

更重要的是，钠离子电池也比锂离子电池更加稳定和安全。它们的温度范围更广，不易燃，而且在任何条件下都不会出现可能导致电池起火的热失控。

同时，钠的化学性质又与锂非常相似，钠离子电池的工作原理和电池结构与市面上广泛使用的锂离子电池类型几乎完全相同。

故而锂离子电池一上市，研究人员就开始将钠作为充电电池中锂的替代品。

在技术探索上，1970年代和1980年代初，钠离子电池的开发与锂离子电池的开发几乎是并驾齐驱。

然而，到了20世纪90年代，锂离子电池显然更具有商业前景，这导致了人们对钠离子电池的兴趣下降。

历史转折发生在近十几年，由于上面提到的锂离子电池所需元素在地理上分布不均、对环境影响大、成本高等诸多问题。

在2010年代和2020年代，钠离子电池作为锂离子电池的一种潜在补充技术又受到了学术界和商业界的广泛关注。

在美国，几所大学的研究人员专注于将电池中的锂元素换成钠元素。这些科学家的优势在于，他们可以使用加速器等大型仪器来研究阳极材料及其功能。

斯坦福大学运营的SLAC国家加速器实验室的研究员Michael Toney说：“我们可以很好地了解钠的实际去向，包括原子水平上它如何与其他原子结合，以及更大的尺度上如电极粒子在吸收钠时如何变化。”

而阻碍锂离子电池发展的主要难点是要开发出高容量的阳极（即电池的负极），以及克服低能量密度和有限的充放电周期。

目前，一种被看好的材料是硬碳（hard carbon），这是一种具有奇特结构的元素形式，可以在原子间的空间中储存钠离子。

“锂离子电池使用石墨，但这对钠离子不起作用，”Toney说。“所以我们使用硬碳。”

此外，可扩展性也是一个重要问题，在斯坦福大学从事钠离子电池研究的 Minah Lee表示。

最后，由于钠离子电池的充电能力比锂离子电池低，所以钠离子电池的重量更大，需要更多的材料来制造，这对整体成本的增加可能会远远超过用钠替代锂所节省的成本。

电池中通常使用的金属氧化钠阴极（阳极和锂离子电池一样是碳）可以用铁、锰等丰富的金属制成。

相比之下，锂离子阴极使用钴，这种金属的地质储量有限，而且以少数国家为中心的供应链也不稳定。

而其他电池，如铅酸和镍镉电池则含有有毒金属，“钠的主要吸引力在于其符合可持续发展的理念！”Abraham说。

更重要的是，钠离子电池也比锂离子电池更加稳定和安全。它们的温度范围更广，不易燃，而且在任何条件下都不会出现可能导致电池起火的热失控。

同时，钠的化学性质又与锂非常相似，钠离子电池的工作原理和电池结构与市面上广泛使用的锂离子电池类型几乎完全相同。

故而锂离子电池一上市，研究人员就开始将钠作为充电电池中锂的替代品。

在技术探索上，1970年代和1980年代初，钠离子电池的开发与锂离子电池的开发几乎是并驾齐驱。

然而，到了20世纪90年代，锂离子电池显然更具有商业前景，这导致了人们对钠离子电池的兴趣下降。

历史转折发生在近十几年，由于上面提到的锂离子电池所需元素在地理上分布不均、对环境影响大、成本高等诸多问题。

在2010年代和2020年代，钠离子电池作为锂离子电池的一种潜在补充技术又受到了学术界和商业界的广泛关注。

在美国，几所大学的研究人员专注于将电池中的锂元素换成钠元素。这些科学家的优势在于，他们可以使用加速器等大型仪器来研究阳极材料及其功能。

斯坦福大学运营的SLAC国家加速器实验室的研究员Michael Toney说：“我们可以很好地了解钠的实际去向，包括原子水平上它如何与其他原子结合，以及更大的尺度上如电极粒子在吸收钠时如何变化。”

而阻碍锂离子电池发展的主要难点是要开发出高容量的阳极（即电池的负极），以及克服低能量密度和有限的充放电周期。

目前，一种被看好的材料是硬碳（hard carbon），这是一种具有奇特结构的元素形式，可以在原子间的空间中储存钠离子。

“锂离子电池使用石墨，但这对钠离子不起作用，”Toney说。“所以我们使用硬碳。”

此外，可扩展性也是一个重要问题，在斯坦福大学从事钠离子电池研究的 Minah Lee表示。

最后，由于钠离子电池的充电能力比锂离子电池低，所以钠离子电池的重量更大，需要更多的材料来制造，这对整体成本的增加可能会远远超过用钠替代锂所节省的成本。

关注锂电池这玩意，似乎天生就和自燃爆炸脱不了干系。其实究其原因，就是锂这种元素实在太活跃了。锂本身就是一种高活性化学物质，在锂电池发明的早期，人们想到的是因为锂这玩意化学性质活跃，用这东西造出来的电池，它的放电特性一定很好看，事实也确实如此，在如今人类所有大规模商业应用的电池类型中，锂电池的单次放电量是最高的。放电量那么高的锂电池，天生就是任何一种需要大电量，需要爆发性大电流输出的设备的首选。
但锂电池的危险性始终存在。现在，以宁德时代为首的一些电池企业们，开始推动一种新电池技术的落地，号称可以一次性完美解决锂电池的安全问题。这玩意，叫钠电池。