與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有哪些優(yōu)勢？如何正確運(yùn)輸？

文章來源：http://chxxb.cn 發(fā)布時(shí)間：2024-05-21 瀏覽次數(shù)：2

鈉離子電池（Sodium-ion battery），是一種二次電池（充電電池），主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作，與鋰離子電池工作原理相似。2022年度化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)之一。

在充放電過程中，Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫出：充電時(shí)，Na+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極；放電時(shí)則相反。

新款鈉離子電池，借助了鈉離子轉(zhuǎn)移（而不是鋰離子）來存儲和釋放電能。鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言儲量更豐富，價(jià)格更低廉。

由于鈉離子比鋰離子更大，所以當(dāng)對重量和能量密度要求不高時(shí)，鈉離子電池是一種劃算的替代品。

與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有的優(yōu)勢有：

（1）鈉鹽原材料儲量豐富，價(jià)格低廉，采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料，原料成本降低一半；

（2）由于鈉鹽特性，允許使用低濃度電解液（同樣濃度電解液，鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液20%左右）降低成本；

（3）鈉離子不與鋁形成合金，負(fù)極可采用鋁箔作為集流體，可以進(jìn)一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；

（4）由于鈉離子電池?zé)o過放電特性，允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg，可與磷酸鐵鋰電池相媲美，但是其成本優(yōu)勢明顯，有望在大規(guī)模儲能中取代傳統(tǒng)鉛酸電池。

隨著鈉離子電池的發(fā)展，本次聯(lián)合國《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書 規(guī)章范本》（TDG）在分類一章中專門對鈉離子的分類做出的規(guī)定：

2.9.5 電池和電池組、包含在設(shè)備中的電池和電池組，或含有鈉離子的與設(shè)備一起打包的電池和電池組，這是一種可再充電的電化學(xué)系統(tǒng)，其中正極和負(fù)極都是嵌入或插入化合物，由不含金屬鈉（或鈉合金）的電極組成，并以有機(jī)非水性化合物作為電解質(zhì)，應(yīng)視情況分配給聯(lián)合國編號3551或3552。

注：嵌入的鈉以離子或準(zhǔn)原子形式存在于電極材料的晶格中

如果它們符合以下規(guī)定，則可以根據(jù)這些條目進(jìn)行運(yùn)輸：

（a） 每一個(gè)電池或電池都是經(jīng)過證明符合《測試和標(biāo)準(zhǔn)手冊》第三部分第38.3小節(jié)適用測試要求的類型。

（b） 每個(gè)電池和電池都包含一個(gè)安全排氣裝置，或設(shè)計(jì)用于防止在運(yùn)輸過程中通常遇到的情況下發(fā)生劇烈破裂：

（c） 每個(gè)電池和電池都配備了防止外部短路的有效手段；

（d） 每個(gè)包含電池或并聯(lián)的一系列電池的電池都配備了必要的有效裝置，以防止危險(xiǎn)的反向電流流動(dòng)（例如二極管、保險(xiǎn)絲等）；

（e） 電池和電池應(yīng)按照2.9.4（e）（一）至（九）中規(guī)定的質(zhì)量管理程序進(jìn)行制造；

電池和電池組的制造應(yīng)該有高質(zhì)量的管理方案保證，包括：

(一) 設(shè)計(jì)和產(chǎn)品質(zhì)量方面的組織結(jié)構(gòu)和人員責(zé)任說明；

(二) 相關(guān)的檢查和試驗(yàn)、質(zhì)量控制、質(zhì)量保證和使用的程序操作說明；

(三) 程序控制應(yīng)包括防止和發(fā)現(xiàn)在電池制造過程中出現(xiàn)內(nèi)部短路的相關(guān)活動(dòng)；(四) 質(zhì)量記錄，如檢查報(bào)告、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和證書等。應(yīng)保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在主管部門要求時(shí)提供；

(五) 管理審查，確保質(zhì)量管理方案的有效運(yùn)作；

(六) 文件控制和修訂程序；

(七) 對不符合上文(a)中所述試驗(yàn)類型的電池和電池組，采取控制措施；

(八) 對相關(guān)人員的培訓(xùn)方案和資格審查程序；

(九) 確保最后產(chǎn)品沒有損壞的程序。

（f）電池或電池的制造商和后續(xù)經(jīng)銷商應(yīng)提供《測試和標(biāo)準(zhǔn)手冊》第三部分第38.3小節(jié)第38.3.5段中規(guī)定的測試總結(jié)。

對比鋰離子電池的規(guī)定，幾乎完全一樣，只是去除了2.9.4中的F條款。即：(f) 同時(shí)含有金屬鋰原電池和可充電鋰離子電池的鋰電池組，如在設(shè)計(jì)上不能進(jìn)行外部充電 (見第3.3 章特殊規(guī)定387)，這類電池組應(yīng)符合以下條件：

(一) 僅可從金屬鋰原電池為可充電鋰離子電池充電；

(二) 從設(shè)計(jì)上排除了可充電鋰離子電池過度充電；

(三) 電池組作為鋰原電池做過試驗(yàn)；

(四) 作為電池組元件的電池應(yīng)是經(jīng)驗(yàn)證符合《試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊》第三部分第38.3 節(jié)各項(xiàng)試驗(yàn)要求的類型。