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钠电池呼之欲出,8分钟可充满电,或将改变新能源汽车的游戏规则

  生态革命正在如火如荼地进行着。电动汽车的销售速度比它们的生产速度还快。太阳能和风力发电场随处可见,它们用巨大的电网级电池储存极其清洁的能源。但有一个问题,它可能会破坏这整个努力。为这种生态转变提供动力的锂离子电池正变得极其昂贵,它们的寿命不长,而且它们对环境有重大影响。所有这些都可能阻碍这场关键的可持续变革。但我们现在有了一个更好的选择:钠离子电池,而Natron Energy(一家领先的钠离子电池制造商)正处于这项改变游戏规则的技术的最前沿。
  Natron Energy 的钠离子电池
  在深入了解钠电池之前,我们必须首先正确了解锂离子电池的问题。
  首先是材料短缺。几十年来,对纯锂的需求一直很低,所以这种短缺并不重要。但在过去的几年里,随着越来越多的电动汽车和巨型电网电池的建造,对锂的需求急剧上升。采矿业一直在努力扩张以满足公众需求,这使得锂的价格飙升。值得我们庆幸的是,锂元素在地球上并不短缺,这个问题将在未来十年左右随着新矿山和炼油厂的建成而得到解决。
  采矿是锂离子的致命弱点
  然而,锂离子电池中使用的其他材料,如镍、锰和钴,不如锂丰富。这意味着这些矿山的开发速度不如锂矿快,它们的价格现在也已经飙升,并且可能会在更长时间内保持较高的价格水平。更重要的是,与这些材料相关的采矿工业对环境的破坏性非常大,最终导致森林砍伐、地下水污染、重金属浸出和大量碳排放。
  此外,锂电池的使用寿命不长也是一个很大的问题。当然,一辆特斯拉可以在不更换电池的情况下行驶32万公里,这相当于大约1000次充电循环,但这样做的成本很高,而且必须定期更换这些巨大的电池,考虑到生产它们所需的大量采矿和碳排放,对环境造成了巨大的影响。
  电动汽车电池的使用寿命不长
  简而言之,为了让世界成功实现碳中和,我们需要做得更好。电池需要更便宜、更耐用、对环境的影响更小,才能让电动汽车被广泛采用,或者让太阳能和风能主导能源领域。
  而这正是钠电池的用武之地。
  钠离子电池似乎已经出来有一段时间了。顾名思义,它们主要由钠而不是锂制成。考虑到氯化钠(NaCl)是开发这些电池的关键成分,并且海洋中存在大量氯化钠,因此提取过程能耗最低,且易于获取。更重要的是,海洋中有如此多的盐,如果我们开始大规模提取,海洋的盐度几乎不会下降。与锂离子电池不同,钠电池也不需要大量钴、锰或镍,可以使用波斯蓝(一种用作绘画颜料的材料)等易于生产的材料。这意味着钠电池的碳排放和环境影响与锂离子电池相比微不足道。而且钠电池材料成本要便宜得多,因此一旦大规模生产,它们可能会更加便宜。
  但Natron Energy所生产的钠电池拥有的优势不只体现在环保方面。
  钠的资源非常丰富,海洋几乎是一个宝库
  该公司曾经声称,他们的电池有5万次充电循环的寿命,可以在8分钟内充满从0%到99%的电量。这意味着,配备钠电池的电动汽车可以在电池开始老化并需要更换之前行驶2.4亿公里。如果这款电动汽车每年行驶2.4万公里(美国每年的平均里程),那么钠电池可以使用1万年!这也意味着这款车可以以3621公里每小时(每小时增加的里程)的速度充电,比特斯拉Model 3快4.6倍。
  Natron Energy通过使用波斯蓝作为钠电池的正极和负极来实现这一点,因为它可以快速吸收大量钠离子而不会造成任何损坏。这项技术增加了钠电池的能量密度、使用寿命和充电速度。
  波斯蓝(一种用作绘画颜料的材料)可用于钠电池的生产
  所以这似乎是完美的电池?完全超越了锂离子电池!好吧,至少目前来看还不行。
  Natron Energy的电池不是为电动汽车设计的,因为它的能量密度太低,只有150 Wh/kg左右,而锂离子电池的能量密度约为250 Wh/kg。纳特龙的电池也略大,Wh/Ltr为800,而锂电池为1000 Wh/Ltr。
  目前来看,钠电池也是比较昂贵的。当Natron Energyn在2023年开始生产钠电池时,它的成本可能会大大高于锂离子当量。这是因为该公司正在建立一个全新的工厂,采用全新的施工方法,导致生产成本大幅增加。随着时间的推移,价格可能会下降,最终远低于今天的锂离子价格,但前提是Natron Energyn能够扩大规模并改进生产工艺。
  那么这个电池适合干什么用呢?Natron Energyn表示,它可以用作工业电池,如数据中心电源备份、叉车电池组和可再生能源电网电池。这些应用场景需要寿命长和快速充电才能正常工作,但不需要能量密集型电池,这使得纳电池成为一个理想的选择。
  太阳能存储是一种理想的应用场景
  但配有钠离子电池的电动车离我们不会太远了。现有钠电池的能量密度与早期为第一代日产聆风(Nissan Leaf)和佐伊(Zoe)等汽车提供动力的锂离子电池相差不远。一旦它的价格下降,它就可以被用来制造一款持久、超快充电、低成本、短程的电动汽车。对于很多人来说,这将是一个非常有吸引力的选择,因为有成千上万的人想要一辆电动汽车,但买不起(或负担不了更换旧电池的费用)。此外,钠电池技术也会进步,钠离子的密度可能会在未来几年赶上今天的锂离子(石墨烯阳极可以做到这一点)。
  随着太阳能发电厂、数据中心等改用钠电池,将减少对锂离子电池的需求,并将有助于让电动汽车变得更便宜(通过减少锂需求),同时降低我们对环境的整体影响。因此,在短期内,它肯定有助于保持生态革命的势头,但它真正的潜力在于长期。相信十年内你就能买到一辆钠离子电池的电动车,它可以在瞬间充满电,可以使用一辈子,对环境的影响大大降低,而且价格还超级便宜,这是可以现实的。
  我希望这项不可思议的技术能够尽快实现,你呢?

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