独家 | 全固态钠电池横空出世！对比锂离子电池优势在哪？
独家 | 全固态钠电池横空出世！对比锂离子电池优势在哪？
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现在， 全固态钠电池横空出世！ 从此以后，全固态电池的名称并不专属于锂电池。
德国著名的弗劳恩霍夫协会下的陶瓷技术与系统研究所（Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS，以下简称陶系所）和奥特克化学（Altech Chemicals）成立公司进行全固态钠电池产业化，其中奥特克化学拥有75%的股份，而陶系所拥有25%。
奥特克化学 通过在马来西亚柔佛州建设和运营 4,500 吨/年高纯氧化铝，成为了99.99% (4N) 高纯氧化铝 (Al2O3) 的供应商。氧化铝材料是电池电极上很好的包覆掺杂材料。奥特克化学在碳材料和硅材料上包覆自家的高纯氧化铝，数据显示，包覆氧化铝的石墨比没有包覆的在容量上提高30%。
而氧化铝正是这种全固态钠电池的固态电解质。 陶系所从2014年开始研发这种电池，至今已经花费了3500万欧元，也就是接近2亿5千万人民币。和奥特克化学的合作，正是看中了它们是一家拥有电池经验和高纯度氧化铝经验的公司。
“康桥电池能源CamCellLab”公众号了解到， 这种电池由氧化铝陶瓷管作为固态电解质，允许钠离子通过。陶瓷管中充满了由普通食盐和镍组成的正极颗粒，中间有一个正极端子，如图1。为了确保固体阴极颗粒与陶瓷电解质管之间的接触，管内充满氯化铝钠介质。陶瓷管安装在充当负极端子的钢罐中，见图 2。正极和负极端子在电池顶部，用于电子传输和连接到其他电池。每个电池的工作电压为 2.58V，一组 40 个电池安装在耐火绝缘模块外壳中。每个模块的额定功率为 10KWh 和 100 Ah。
图1：全固态钠电池
图2：氧化铝固态电池剖面图
当电池充电时，电子从正极流向负极。盐中的钠离子（氯化钠）通过固体陶瓷电极向负极罐端子迁移。剩余的氯离子附着在镍上，在阴极介质中形成氯化镍。钠在陶瓷管外部形成熔融阳极层，与钢罐接触（见图 5），电池充满电。在放电过程中，电子回流，熔融钠被氧化成Na+离子，并通过固态陶瓷管传回形成氯化钠。氯化镍被还原成金属镍。电池的电化学反应如下：
那么，和现在的锂离子电池相比， 这种全固态钠电池有什么优势？
“康桥电池能源CamCellLab”公众号认为，这种优势主要体现在：
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成本
不使用任何昂贵金属，例如，铜，锂和钴。而是使用固态陶瓷电解质以及普通食盐钠。这是丰富的，它很容易获得，没有供应链问题而且很便宜。
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安全
不采用锂离子电池的有机电解质，所以它们是防火的。
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宽温性能好
可在负 40 度到最高 60 度的温度范围内使用。因此，全固态钠电池可以在沙漠中非常非常炎热的气候以及非常非常寒冷的气候中使用。
在锂离子电池统治电池世界近30年， 现在钠金属登上了历史舞台， 钠离子电池不断突破，美国的钠创能源（Natron Energy）已经开始向市场接受2种钠离子电池柜的预订。现在全固态钠电池又开始了产业化的进程。也许，钠金属会为电池世界带来更多的惊喜。
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