钠电池的缺点和不足有寿命短、放电快。
钠离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。2018年12月,南京理工大学夏晖教授与中外团队合作,首创结构设计和调控方法,在锰基正极材料研究方面取得重要进展。
钠离子电池研究最早开始于上世纪八十年代前后,早期被设计开发出来的电极材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2电化学性能不理想,发展非常缓慢。寻找合适的钠离子电极材料是钠离子储能电池实现实际应用的关键之一。
2010年以来,根据钠离子电池特点设计开发了一系列正负极材料,在容量和循环寿命方面有很大提升,如作为负极的硬碳材料、过渡金属及其合金类化合物,作为正极的聚阴离子类、普鲁士蓝类、氧化物类材料。
特别是层状结构的NaxMO2(M= Fe、Mn、Co、V、Ti)及其二元、三元材料展现了很好的充放电比容量和循环稳定性。
钠电池和锂电池的区别在于内部的电荷载体不同,钠电池的载体是钠离子,锂电池的载体是锂离子,那电池可以解决电池成本高昂的问题。
两个的电池类型是不一样的,运行方式也是不一样的。钠电池可以解决资源的问题,钠的含量更丰富一些,可以更好的使用,可以解决充电慢的问题。
锂钠混合电池的主要难点在于电池的设计和稳定性方面。由于锂离子电池和钠离子电池的化学特性不同,因此它们的电池设计和工作原理也有所不同。锂离子电池通常采用石墨或碳材料作为负极,而钠离子电池则通常采用金属钠作为负极。因此,锂钠混合电池需要解决以下问题:1. 负极材料的选择和设计:锂钠混合电池需要同时适应锂离子和钠离子的嵌入和脱出过程,因此需要选择合适的负极材料,并设计合适的电极结构。2. 电解液的选择和稳定性:锂钠混合电池需要使用合适的电解液,以保证电池的稳定性和性能。但是由于锂离子和钠离子的化学特性不同,电解液的选择和稳定性也会受到影响。3. 充放电性能的平衡:由于锂钠混合电池需要适应锂离子和钠离子的嵌入和脱出过程,因此需要平衡充放电性能,以保证电池的性能和寿命。4. 安全性问题:锂钠混合电池需要解决安全性问题,避免发生过充、过放、短路等问题,以保证电池的安全性。因此,锂钠混合电池的研发和应用还需要进一步解决上述问题,并提高电池的性能和稳定性。
四个钠离子的反应,电压平台很多也是意料之中的事情。从电池管理(BMS)的角度,可以想象,一个充放电过程中电压不断变化的电池会有多难搞。这个材料的电压不是很高,平均电压不到2V的样子,所以总的能量密度不会特别高。另外为什么循环过程中容量会上升,怀疑是不是副反应。如果要真正用在电池里,那压实密度如何?面积比容量如何?当然,基础研究中无法实现面面俱到;但是要谈产业化,遇到的问题只会更多。发了高水平的文章,写个宣传稿、吹一下子实在无可厚非,内容也自然八股套路:先吹吹钠电多么有前景,再吹这个工作有多牛逼,最后就是前方问题重重、任重道远、前景无限这种话。不过“历史性突破”这个卫星放的未免过分了。最重要的是,这个宣传稿竟然能把玫瑰红酸钠说成“肌醇”,那就只能说某些所谓科技媒体的确缺乏科学素养。
研究下去不排出异军突起的可能性一一一一一一一一一一一一一个人
回收废锂电池,废正极片,电话
1,适合的负极材料是什么?做实验可以用钠金属或别的什么示范一下,但实际应用呢?作者也提到了,在没找到高效、不稀缺、低成本、易加工负极材料之前,实际应用还只是个希望。
2,适合的电解液/电解质是什么?作者依然使用了常用的钠离子、锂离子电池所用的电解液体系。从电化学数据来看,可能存在着电解液副反应,电池的循环稳定性和寿命都很差。是否是由于电解液还是其他原因,不详。
3,如此一个多相反应,先天就不利于电池材料。电池材料反应时结构变化越小越好,固溶体反应是第一选择(比如现在普遍采用的钴酸锂、三元等),结构变化不大的两相反应是第二选择(LFP有点另类,但有研究表明其实纳米LFP的“两相”反应其实仍是一种类固溶体反应)。多相反应是最不理想的选择。多相反应电压平台多,不稳定,材料结构变化大,多次循环后会更加恶化。因此,能够反应三四个锂离子的材料有的是,比如钒氧钒酸锂系列,但为什么没有广泛应用?就是因为存在着各种问题。
4,低电压。这又是一个致命的问题。假如电压低伏,那能量密度就减少倍(假设容量一致)。由于是羰基C-O体系,电压先天低。而钠离子体系中早有日本人Yamada利用硫酸铁/亚铁系统可以得到高达的电压。虽然那个体系的容量低一些,但能量密度也不比这个体系差太多。(这篇文章声称正极可以达到726wh/kg, 呵呵,就看怎么理解这个数字)
5,金属有机化合物密度低,这是一个致命的缺陷。密度低导致体积容量/能量密度低,电池体积就要变大。这对于更轻薄、更小巧的电池方向而言背道而驰。无论装在手机还是汽车里,电池体积变大都是不可接受的缺陷。这个钠离子电池的最大卖点是廉价。但因为其性能还有太多槽点,这个廉价所能带来的真正价值也要打个问号。锂资源其实不是一种极度稀缺的资源。目前的高价主要是市场因素和开发不够,还有地缘因素等。廉价高质量的盐湖大部分在南美,开发周期比较长;锂矿石路线成本较高,但技术的进步的空间还很大;更重要的是,锂是可以回收利用的一种材料,只是目前的技术、投入都没达到规模。相信未来这方面如果更好地整合,锂离子的优势还是远远大于钠离子。况且锂离子领域还有众多值得突破的领域,比如直接使用锂金属作为负极。如果这一点块得到突破,锂电池的性能会极大地提升一个台阶。锂硫等更便宜、高能的体系也会解锁。
钠离子电池优缺点如下:
优点是钠离子资源丰富,地球上拥有钠资源储量丰富、分布广泛,相比锂电池材料,获取资源方便,有利于将产业最大。成本低廉,随着纳离子电池批量生产后,价格会越来越便宜,这正是钠离子资源丰富、开采成本低。安全性高,钠离子电池安全性高不易起火和爆炸。
缺点是钠离子电池能量密度较低,供应链需要完善目前,锂离子电池非常完善,而钠离子电池算是新产业,还是落后于锂离子电池,整个供应链上缺少强有力的企业做保障,供应链还有待完善。
钠离子电池
钠离子电池(Sodium-ion battery)是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。2018年12月,南京理工大学夏晖教授与中外团队合作,首创结构设计和调控方法,在锰基正极材料研究方面取得重要进展。
2021年8月,工信部发布公告有关部门将支持钠离子电池加速创新成果转化,支持先进产品量产能力建设。同时根据产业发展进程适时完善有关产品目录,促进性能优异、符合条件的钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等领域加快应用。
首先钠离子不是今天才有的电池类型,钠离子的研究开始于上世纪80年代,原理与锂离子电池类似,内部也分为正极、负极、电解质、隔膜组成。正极材料可选氧化物、磷酸盐或者铁氰化物,充放截止电压多在 范围,比容量在70-130mAh/g 之间。除此之外钠离子直径钠离子半径,锂离子半径,石墨材料在进行多次钠离子脱嵌后会引起结构坍塌,导致无法再进行离子脱嵌,这就意味着电池无法继续充放电,因此负极也锂离子电池不同,多采用硬碳、合金等材料。钠离子有什么优劣势?优势首先是低成本。得益于材料的可获取性,并且正负极都可采用铝箔,可减少铜箔的用量,因此钠离子电池理论成本低于锂离子电池。尤其是近期由于原材料的大幅涨价,钠离子电池的理论成本优势就非常明显。其次是低温性能好,耐过放能力强。在目前安全项目测试中,还未发生起火现象。劣势钠离子能量密度较低,上文我们提到,钠离子电池充放截止电压多在 范围,能量密度100-150wh/g。锂离子则是,目前量产的水平120-300wh/g。产业链不完善,虽然钠离子与锂离子起步时间相差不大,但钠离子的发展应用速度源弱于锂离子电池。目前正极材料尚未找到非常合适的材料用于量产充放电倍率弱于锂电在汽车领域的应用前景?仅能量密度一项就注定无法大规模在汽车领域应用,汽车领域主流还是锂离子电池但凭借的低廉的价格和良好的安全性,在入门级微型车、老年代步车、电动两轮车领域能够对原铅酸电池有一定的替换效应。雅迪、爱玛等电动两轮车企业已经在该领域开展研究,预计2年内会完成产品推出。除此之外,成本和安全性也为储能领域打开了想象空间。但储能目前除了锂离子电池外,还有全钒液流电池方向,所以短期大规模转向可能性也不高。
钠电池的缺点和不足有寿命短、放电快。
钠离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。2018年12月,南京理工大学夏晖教授与中外团队合作,首创结构设计和调控方法,在锰基正极材料研究方面取得重要进展。
钠离子电池研究最早开始于上世纪八十年代前后,早期被设计开发出来的电极材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2电化学性能不理想,发展非常缓慢。寻找合适的钠离子电极材料是钠离子储能电池实现实际应用的关键之一。
2010年以来,根据钠离子电池特点设计开发了一系列正负极材料,在容量和循环寿命方面有很大提升,如作为负极的硬碳材料、过渡金属及其合金类化合物,作为正极的聚阴离子类、普鲁士蓝类、氧化物类材料。
特别是层状结构的NaxMO2(M= Fe、Mn、Co、V、Ti)及其二元、三元材料展现了很好的充放电比容量和循环稳定性。
、碰撞和短路,发现热安全性比磷酸铁锂好,钠离子电池拆开后,纳离子会迅速失活,迅速氧化,当然也会起火
碰撞和短路,发现热安全性比磷酸铁锂好,钠离子电池拆开后,纳离子会迅速失活,迅速氧化,当然也会起火
钠离子电池成本低还可以快速充电放电。
现在不管说 磷酸铁锂电池 还是三元里电池的能量比,都有注水嫌疑,180也好 200+也好,都是在最适宜温度情况下,那去北方的冬天,磷酸铁锂电池 三元里还能剩多少 能量比?60+%而已,而钠电池能保持90%,这样 还认为钠电池能量比不足么?钠电池将来的路线就是 从北往南,先在北方 利用冬季 低温优势 彻底驱逐 锂电池(这个锂电池永远没法比,根本不堪一击),然后在北方市场建立起优势后,利用已经形成的规模低成本效应 打进南方市场。。。接下来就没锂电池啥事了您觉得 一辆 有时候能跑500公里 有时只能跑300公里的车会引发里程焦虑,还是一辆稳定能开400公里左右的车 更会引发里程焦虑? 大家都是明白人,都懂得
锂电池的优缺点
锂电池的优缺点,电池在我们生活中是比较常见的,一般在电动车上锂电池和蓄电池比较多,对于电池大家可能不是特别了解,电池有很多的类别?下面就一起来看看锂电池的优缺点有什么。
锂离子电池具有以下优点:
1、电压高,单体电池的工作电压高达3、6-3、9V,是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍2、比能量大,目前能达到的实际比能量为100-125Wh/kg和240-300Wh/L(2倍于Ni-Cd,1、5倍于Ni-MH、,未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400Wh/L
3、循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次以上、对于小电流放电的电器,电池的使用期限将倍增电器的竞争力、
4、安全性能好,无公害,无记忆效应、作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式、的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。
5、自放电小,室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。
6)可快速充放电,1C充电是容量可以达到标称容量的80%以上。
7)工作温度范围高,工作温度为-25~45°C,随着电解质和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。
锂离子电池也存在着一定的缺点
1、电池成本较高。主要表现在正极材料LiCoO2的价格高(Co的资源较少、,电解质体系提纯困难。
2、不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度,一般放电电流在0、5C以下,只适合于中小电流的电器使用。
3、需要保护线路控制。
A、过充保护:电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命;同时过充电使电解液分解,内部压力过高而导致漏液等问题;故必须在4、1V-4、2V的恒压下充电;
B、过放保护:过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制。
4、充电电池定义
充电电池又称:蓄电池、二次电池,是可以反复充电使用的电池。常见的有:铅酸电池(用于汽车时,俗称“电瓶”、、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池。
5、电池的额定容量
电池的额定容量指在一定放电条件下,电池放电至截止电压时放出的电量。IEC标准规定镍镉和镍氢电池在20±5℃环境下,以0、1C充电16小时后以0、2C放电至1、0V时所放出的电量为电池的额定容量。单位有Ah,mAh
一、优点
1、低碳环境保护,无论是制造、应用还是销毁,都不含或不会含有所有有害的重金属元素和铅、汞、镉和其他化学物质。
2、锂离子的使用期较长。使用正级磷酸铁锂电池的电池已超过六年。带正电极的充电电池充电,放电时使用1光盘,有1000个应用记录。
3、锂电高压服务平台:单个充电电池的平均电压等于或等于三个镍镉或镍氢充电电池的串联电压。
4、纯电动汽车用磷酸锂电池的充电容量为1530c,有利于高韧性起动和加速。
5、锂的比能较高。高储能技术的相对密度为460~600wh/kg,是铅酸蓄电池的6~7倍。
6、锂离子电池的净重比铅酸电池轻,锂离子电池的净重约为同体积的1/5或6。
7、锂电池寿命低,无召回效应;
8、锂电池对高温和超低温具有很强的适应性。可应用于-2060c自然环境,加工后可应用于-45c自然环境。
二、缺点
1、锂钴数据在大电流下不能充放电,安全系数较差。
2、锂离子电池的安全系数较差,存在爆炸危险。
3、高生产和制造条例和增加成本。
4、所有锂离子电器必须维护电源电路,以防止过度充放电。
锂电池的优缺点其实有两个地方,一个是重量轻,正常情况下,一辆电动车和自行车48V12A的锂电池实际上和铅酸电池相比的话,它的重量要轻很多,甚至相差十几公斤,这可不是一般的数据呀,那么一组60V20A电瓶相差可能在20公斤左右,那么它在体重上就明显得到了观众的青睐。
第二个优点就是它的寿命了,它的寿命还是比较长的',就跟铅酸电池相比的话,其实铅酸电池的寿命是比较短的,差不多在一年半左右,但是锂电池的寿命可以到3年左右,而且锂电池的质保期也是比铅酸电池要长的!
说完优点,咱们来说一下它的缺点,其实一个东西不可能是完美无缺的,它有优点就会有缺点,它的缺点就是一个容易自燃,特别是大功率的锂电池,它的安全隐患其实是非常高的,再一个就是出现故障的时候,它的保护板也不可能将所有的东西保护到!
第二个就是价格比较高,它可能是铅酸电池的两到四倍,毕竟比铅酸电池好太多,那么价格上当然也是要高上许多,不过这个价格也是很多人都能接受的,所以很多人都没有在意这个问题,第三点就是它无法以旧换新。
但是铅酸电池就可以以旧换新了,这一点还是比较鸡肋的,所以对于广大用户来说,他们更加喜欢锂电池,但是总是对它产生很多误解,其实要说它的优点也是非常多的,对于锂电池未来的趋势我其实还是相当看好的
锂离子电池的主要优点(1)工作电压高:通常单体锂离子电池的电压为 ,一节锂离子电池相当于三节镍镉或镍氢电池的串联。(2)体积小、重量轻、能量密度高:考虑寿命因素后,锂离子电池总的能量密度是镍镉电池的 3 倍,镍氢电池的 倍,与同容量镍氢电池相比,体积可减小 30% ,重量可降低 50%,有利于便携式电子设备小型轻量化。(3)寿命长且无记忆效应:锂离子电池采用碳阳极,在充放电过程中,碳阳极不会生成锂枝状晶,从而可以避免电池因内部锂枝晶短路而损坏。国外锂离子电池的寿命可达 1200 次以上,远远高于其它各类电池。锂离子电池没有记忆效应,可随时补充,电池效能能充分发挥,而镍镉、镍氢电池经常会有使用了一半而不得不放电再充电的现象,其实际使用次数大打折扣。(4)安全快速充电:锂离子电池与金属锂电池不同,它的阳极用特殊的碳电极代替金属锂电极,因此允许快速充电。(5)允许工作温度范围宽:锂离子电池具有优良的高低温放电性能,可在-20℃~+60℃之间工作。高温放电性能优于其它各类电池。(6)自放电小:每月仅为 2%。(7)无污染:不含重金属和有毒物质,是真正的绿色能源。(8)成本可望最低:不含任何稀有贵金属,主要原材料都很便宜。 锂离子电池的主要缺点(1)内部阻抗高。因为锂离子电池的电解液为有机溶液,其电导率比镍镉电池、镍氢电池的水深溶电解液的电导率小得多,所以,锂离子电池的内部阻抗比镍镉电池或镍氢电池约大 10 倍。(2)工作电压变化较大。电池放电到额定容量的 80%时,镍镉电池的电压变化很小(约 20%),而锂离子电池的电压变化很大(约 40%)。对电池供电的设备来说,这是严重的缺点。但是,也正是由于锂离子电池放电电压变化较大,很容易据此检测电池的剩余电量。(3)放电速率较大时,容量下降也较大。放电速率为 时,锂离子电池和镍镉电池容量的减少量相当,但高放电速率(>1C)时,锂离子电池的容量则严重减少。 因此,锂离子电池无法大电流放电,最大放电速率为 1C。放电速率超过 1C 时,电池的容量和寿命将减少。
优点
1)电压高
单体电池的工作电压高达(磷酸铁锂的是),是Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍。
2)比能量大
能达到的实际比能量为555Wh/kg左右,即材料能达到150mAh/g以上的比容量(3--4倍于Ni-Cd,2--3倍于Ni-MH),已接近于其理论值的约88%。
3)循环寿命长
一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,磷酸铁锂的可以达到2000次以上。对于小电流放电的电器,电池的使用期限,将倍增电器的竞争力。
4)安全性能好
无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。
5)自放电小
室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni-MH的30-35%。
6) 快速充电
1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。
7) 工作温度
工作温度为-25~45°C,随着电解液和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。
扩展资料:
锂离子电池:是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。
锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,通常人们俗称其为锂电池。
电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。而真正的锂电池由于危险性大,很少应用于日常电子产品。
参考资料:百度百科---锂离子电池
锂离子电池有如下优点: