锂电池作为现代社会各种电子产品不可或缺的重要部件，广泛应用于电脑、手机、充电宝、新能源汽车等领域。尤其是我国对新能源汽车大力发展，对锂资源的依赖性很强。但是全球的锂资源绝大部分集中在南美以及澳大利亚，我国70%的锂资源依赖进口，锂资源的成本价格无法掌控。

为此，业界认为在地球资源储量中占比为2.74%的钠元素是很好的替代材料，大约是锂储量的420倍，并且中国还是全球钠资源储量较为丰富的国家之一。不过钠离子电池在能量密度上有较为明显的缺陷。

目前，电动汽车主流的电池为磷酸铁锂电池和三元锂电池，其中三元锂电池的能量密度更是不断突破，例如蔚来前段时间测试的150度三元锂电池包能量密度达到360Wh/Kg。

而此前的一份数据报告显示，17家钠离子电池企业参加评测的产品平均能量密度仅为105Wh/Kg，最高的钠离子电池至今能量密度也才160Wh/Kg左右，只能应用到已经被市场边缘化的A00级电动车型上。

例如去年孚能科技全球首辆钠电车型下线，该车型是孚能科技与江铃集团合作的首款钠离子电池A00级车型，这款车型搭载的钠离子电池的能量密度在140~160Wh/Kg。

显然，160Wh/Kg能量密度的纯电车型完全不符合当下市场，现在磷酸铁锂电池的能量密度都能普遍达到200Wh/Kg左右。

那么能量密度较低所带来的续航不足问题，能否用当下最为火热的快充技术解决？

钠离子在导电性方面，钠离子的嵌入、脱嵌难度都比锂离子要大。而负极材料的选择现在多考虑硬碳。电解液也处于摸索阶段，用得多的是六氟磷酸钠。因此，要让钠离子电池达到理想状态中的快充性能，就需要对正极、负极、电解液展开全面的研究与开发。

复旦大学一团队对限制钠离子电池快充性能的关键因素进行了研究，包括多孔工程、电解液脱溶剂、电极/电解液界面、电子电导率/离子电导率等多个方面展开钠离子电池快充材料的研究，并发表了相关论文。

研究显示，当钠离子电池以高倍率充电时，多个因素会严重加剧电极的极化。例如欧姆极化和电化学极化等，会与电化学氧化还原反应期间SEI电荷转移、电解液中的物质传递限制相关，导致活性材料利用率受限，并且还加大了电阻严重降低了电池的倍率性能。因此实现钠离子电池的快充关键就是让负极材料中钠离子快速扩散，并减少负极/电解液界面的障碍，

在钠离子电池负极材料商，不同材料有着物理化学性质的差异。例如硬碳材料具有高容量和低电压，但低电压下会导致钠枝晶形成，阻碍快充并影响电池安全；金属氧化物可以在快速充电过程中实现高安全性，但其理论容量和离子电导率过低，很难实现高倍率容量；金属硫化物又存在相对较高的放电电压，会导致电池整体能量密度过低。

该团队对以上问题提出了解决的思路，并展开研究。在电极材料上进行多孔结构的设计，提升反应率与活性材料的利用率，从而达到提高充电倍率的作用；具有快速离子扩散率、高电子电导率负极材料得开发也需要进行研究。

基于当下技术限制，钠离子电池的商业化应用还任重道远，能量密度较低的缺陷用快充来弥补，现阶段来看技术难度依旧很大。

文章来源：纯电侠电池有态度

注：本站转载的文章大部分收集于互联网，文章版权归原作者及原出处所有。文中观点仅供分享交流，不代表本站立场以及对其内容负责，如涉及版权等问题，请您告知，我将及时处理。