钠离子电池

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。2022年度化学领域十大新兴技术之一。

一、工作原理

在充放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出：充电时，Na+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。

新款18650钠离子电池，借助了钠离子转移（而不是锂离子）来存储和释放电能。

二、技术优势

钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。由于钠离子比锂离子更大，所以当对重量和能量密度要求不高时，钠离子电池是一种划算的替代品。

与锂离子电池相比，钠离子电池具有的优势有：

（1）钠盐原材料储量丰富，价格低廉，采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料，原料成本降低一半；

（2）由于钠盐特性，允许使用低浓度电解液（同样浓度电解液，钠盐电导率高于锂电解液20%左右）降低成本；

（3）钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体，可以进一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；

（4）由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg，可与磷酸铁锂电池相媲美，但是其成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。

刷题巩固

例题关于钠离子电池的说法，错误的是（ ）。

A、钠离子电池与锂离子电池的工作原理类似，能够兼容已有的锂电设备

B、钠离子比锂离子更易脱溶剂化，界面反应动力学更好

C、钠离子Stokes直径比锂离子的大，高盐浓度电解液具有较高电导率

D、钠元素地壳丰度排第6，资源分布均匀，相较锂元素成本更低

答案：C

解析本题考查科技。

A项正确，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。钠离子电池与锂离子电池生产工艺相近，如两者在电极生产过程、电池装配过程完全相同，因此设备兼容性高，企业产线转换成本较低。

B项正确，钠离子溶剂化能低，钠离子比锂离子更易脱溶剂化，界面反应动力学更好。因此钠离子电池所用电解液体系温度窗口更宽，赋予其低温活性。

C项错误，钠离子的Stokes（斯托克斯）直径比锂离子的小，相同浓度的电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率。允许使用低浓度电解液（同样浓度电解液，钠盐电导率高于锂电解液20%左右）降低成本。

D项正确，相比锂元素，钠元素地壳丰度第六，资源分布更均匀、更丰富，所以钠离子电池所需材料成本更低，价格差距随着资源紧缺将日益拉开。

本题为选非题，故正确答案为C。