新型碳負極會不會使鈉離子電池替代鋰電呢

隨著新能源汽車用動力鋰離子電池的快速發展，鋰資源的有限和價格較高的問題日益凸顯。由于鈉與鋰的性質相似，在自然界中的儲量高且價格低廉，因此鈉離子電池被科學界和產業界認為是可替代鋰電池的下一代儲能體系。

負極材料對鋰/鈉離子電池的快充和倍率性能的影響至關緊要，但由于鈉離子的離子半徑遠大于鋰離子，目前適用于鋰電池的石墨類負極材料已不適用于鈉離子電池，開發高性能非石墨類碳負極材料關于鈉離子電池的發展具有緊要意義。

合肥工業大學材料科學與工程學院項宏發教授及其科研團隊，利用氯化鈉模板法結合優化的碳源組成制備出的三維無定形碳材料（3DAC），實現了對其微觀孔隙與微區結構的有效調控。該成果利用氯化鈉模板，在不顯著提高比表面積的前提下，適當引入孔徑為2~50nm的介孔和孔徑>50nm的大孔同時，利用碳源的組成優化和氯化鈉模板的限域用途，實現無序/有序微區比例的調控，從而在提高碳負極材料倍率性能的同時具有較高的庫倫效率和循環性能。

試驗數據聲明，這一新型碳負極材料可在9.6安培每克的電流密度下充放電，獲得的儲鈉容量與其他材料在相似電流密度下相比提升了一倍，且充放電600次后電池性能無衰減。同時，該材料合成辦法簡單，且制備過程無污染，因而具有廣闊的使用前景。在國內也涌現了很多與鋰相關的明星公司，比如做鋰電池的寧德時代，比如供應鋰礦資源的贛鋒鋰業。

但是鋰資源在地球上十分稀少，在將來，鋰資源也面對著像石油資源相同的枯竭危險。而且提取鋰的工藝也比較復雜，從鹽湖里提取鋰，要用到萃取或者電滲析膜分離等技術，工藝繁瑣而且成本較高。

從1980年出現鈷酸鋰電池技術，到1982年出現錳酸鋰技術，到1991年索尼推出第一款商用鋰電池，再到1997年提出磷酸鐵鋰技術，此后的20年再沒有新的鋰電技術出現，鋰電池本身也開始面對著上升的極限，尤其是使用壽命與能量密度的提高越來越困難，所以尋找新的替代技術有了天然的需求。

有沒有鋰電池替代產品呢？

也許是有的，那就是鈉離子電池。鈉離子電池為甚么有可能取代鋰電池？

鈉是地球上僅次于鋰的第二輕的金屬元素，從元素周期表中來看，鈉與鋰屬于同一族元素，它們的化學性質相近，因此理論上鈉也可以像鋰相同用來做電池。

當然了，鈉的原子半徑比鋰要大很多，因為鈉原子比鋰原子要多8個電子，所以自然長得很胖。一旦長胖，就會有很多麻煩，比如它不能像鋰那樣嵌入到石墨中，而且它比鋰要重很多，使得單位質量的電池儲能就要比鋰少。

但是，鈉有一個優勢鈉元素在地球上的含量非常高，它在地球上的含量是鋰的幾千倍。我們吃的食鹽里就有大量的鈉，海水中也有非常多的鈉。正因為含量十分豐富，所以鈉比鋰要便宜很多。

在市場上，作為鋰原料的碳酸鋰價格每噸要幾萬元；而作為鈉原料的氯化鈉的價格每噸只要幾千元。所以，作為電池來說，鈉電池與鋰電池相比的一個突出優勢就是便宜，這關于產業化來說是一個非常核心的優點。因為產業界最關心的是成本。

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