一节钠离子电池是如何诞生的？

2023-02-21 17:56

双碳背景下，随着新能源汽车市场大规模爆发，大规模储能应用在各地规划中陆续提上日程，原本就严重依赖进口的锂离子电池将面临资源短缺的问题。

钠离子电池是一种二次化学电池，优点众多，包括资源丰富、成本较低、能量转换效率高、循环寿命长、安全性高、高低温性能优异、高倍率充放电性能良好、维护费用低等，有望在大规模电化学储能和低速电动车领域与锂离子电池形成互补。

目前，国内外都开始展开了钠离子电池的产业化布局，钠离子电池已经具备了大规模产业化的市场条件和技术条件。

那么，一节钠离子电池是如何诞生的呢？

首先，我们先了解一下钠离子电池的组成、工作原理和主流技术路线。

钠离子电池由正极材料、负极材料、电解质和隔膜等组成，工作原理和锂离子电池相似，都属于“摇椅式”。充电时钠离子从正极材料脱出，经过电解质嵌入负极材料，电子则从正极经由外电路运动到负极，从而维持系统的电荷平衡。

根据正极材料分类，目前钠离子电池初具产业化前景的技术路线有三种：层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类似物。其中，层状过渡金属氧化物材料优点是制备方法简单、比容量和能量密度较高、制作成本较低，缺点是容易吸水，或与空气反应，对材料结构的稳定性和电化学性能有影响。

钠离子电池的设计制作，不同材料体系和结构类型的钠离子电池极片制造工序基本一致，区别在于不同技术的钠离子电池封装形式、内部结构不同，装配工序有差别。

以钠离子软包电池为例，工序大致可分三个部分。

1、前端电极制造工序，包括电极浆料制备、电极涂布、辊压、极片真空干燥、极片模切等；

2、后端装配工序，包括叠片、焊接、入壳封装、真空干燥、注液等；

3、化成分选工序，包括预封、化成、二次封装、分容筛选等。

此外，钠离子电池设计制作中的关键步骤，化成分选工序依据电池外观结构和容量大小，不同化成环境下，选用的夹具有区别。

钠离子电池与锂离子电池的生产线基本类似，不同在于钠离子电池可用铝箔作为负极集流体，从而正负极片均采用铝极耳，因此，一定情况下对已有的锂离子电池生产线稍加改动，便可用于生产钠离子电池，从而大幅节省电池企业初始钠电投入成本。

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