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全球鋰供應(yīng)緊張！海鹽鈉硫電池來(lái)分一杯羹
時(shí)間:2023-03-31 08:58來(lái)源:康橋電池能源CamCellLab 作者:CCL助手
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導(dǎo)讀：新型海鹽鈉硫電池是儲(chǔ)能領(lǐng)域的最新突破。高效且經(jīng)濟(jì)地儲(chǔ)存太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源，這就是鈉硫電池的前景。據(jù)悉該電池非常耐用，使用壽命長(zhǎng)，可以在狹小的空間內(nèi)儲(chǔ)存大量的能量。
這意味著它們非常適合儲(chǔ)存來(lái)自可再生能源，是鋰電池的4倍。這種鈉硫電池的好處不止于此，它們還非常安全。沒(méi)有爆炸或著火及環(huán)保材料的風(fēng)險(xiǎn)，由豐富且易于獲得的材料制成。
鋰是地球上發(fā)現(xiàn)最豐富的元素之一，由于主要生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)的電池，因此需求旺盛。但很快，全球可能會(huì)出現(xiàn)鋰供應(yīng)短缺，碳酸鋰的成本從地球開(kāi)采的物質(zhì)同比增長(zhǎng)了432%，到2022年達(dá)到每公噸約62,000美元。
相比之下，在過(guò)去6年中，年平均價(jià)格接近11,000美元，價(jià)格上漲可歸因于電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)迅速擴(kuò)大，這給電池制造商帶來(lái)了需求壓力。同時(shí)，又給礦物供應(yīng)商帶來(lái)了壓力。盡管，鋰在地球上儲(chǔ)量豐富，但必須從鹽水池和地下資源中開(kāi)采，以滿(mǎn)足汽車(chē)不斷增長(zhǎng)的需求。
根據(jù)SP Global在2019年進(jìn)行的一項(xiàng)研究，目前的采礦作業(yè)效率不足以滿(mǎn)足這一需求，鹵水礦床、偉晶巖礦床和沉積巖礦床是鋰礦床的三種不同類(lèi)型。據(jù)悉，開(kāi)采了三種鋰礦床到五年才能投入運(yùn)營(yíng)，而鹽水項(xiàng)目可能需要長(zhǎng)達(dá)7年的時(shí)間。
根據(jù)Casper Rolls等行業(yè)專(zhuān)家的說(shuō)法，這項(xiàng)研究做出了令人震驚的預(yù)測(cè)，未來(lái)鋰需求將出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。電池市場(chǎng)，應(yīng)該對(duì)像鹽水電池這樣的新技術(shù)開(kāi)放，以確保未來(lái)電池市場(chǎng)不至于緊缺。
高濃度鹽水或鹽水溶液，它們用于儲(chǔ)存電能。鹽水含有鈉離子，鈉離子是普通食鹽的典型成分，這些離子在電池中傳輸和儲(chǔ)存電力。鹽水電池也具有多種好處：
首先，是可以安全使用，完全沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)這一事實(shí)，無(wú)疑是它們最大的優(yōu)勢(shì)，這種電池使用高度濃縮的鹽和水溶液運(yùn)行。
因此，與其他電池不同，它不會(huì)造成意外火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，它們不包含任何潛在的危險(xiǎn)物質(zhì)，這意味著鹽水電池對(duì)環(huán)境保護(hù)是安全的。
盡管，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但它們的使用壽命更長(zhǎng)。標(biāo)準(zhǔn)鹽水電池可以預(yù)期將近5,000次充電和放電循環(huán)，但是，它們可以輕松使用超過(guò)這個(gè)循環(huán)，而不會(huì)冒任何風(fēng)險(xiǎn)。
這將減少更換電池的頻率，以達(dá)到最佳狀態(tài)。它不需要定期維護(hù)。這也是鹽水電池的優(yōu)勢(shì)之一。當(dāng)使用它們時(shí)，您可以完全釋放已存儲(chǔ)的電力，而不會(huì)耗盡電池或?qū)е码姵厥艿綋p害，其生命周期或效率不會(huì)被降低。
并且只需一次充電即可為其供電數(shù)周，除了偶爾充電外，它們不需要進(jìn)行任何廣泛的維護(hù)，它們的儲(chǔ)存不需要特別的預(yù)防措施，濃縮形式的鈉鹽溶液作為鹽水電池的成分，因此，對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)系統(tǒng)沒(méi)有任何風(fēng)險(xiǎn)。
此外，它對(duì)所有生物無(wú)害，并且不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。該電池也并非沒(méi)有缺點(diǎn)，回收起來(lái)也很簡(jiǎn)單。鹽水電池可以重復(fù)使用。這些電池中僅包含濃縮的鈉鹽水溶液，同時(shí)不包含可能有破壞性的潛在危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)，這意味著回收鹽水電池的過(guò)程是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程，而且通過(guò)回收電池的各個(gè)部件和組件，在制造新電池時(shí)重復(fù)使用。
但正如我們所說(shuō)，沒(méi)有解決電池問(wèn)題的靈丹妙藥，因?yàn)殡姵氐拿看蔚加衅鋬?yōu)缺點(diǎn)。鹽水電池工具也有一些缺點(diǎn)，即電池的電流量或容量，充電然后放電，稱(chēng)為電池的C率，當(dāng)涉及到電子儲(chǔ)備時(shí)，電池C率應(yīng)盡可能高。
不幸的是，鹽水電池在這個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)不佳。這是它們附帶的唯一海速是0.5。這是一個(gè)極低的值。這意味著單次充電只能讓這些電池放電其總電力儲(chǔ)備的50%,這就是為什么鹽水邊界不足以在較短時(shí)間內(nèi)提供大量電力的原因。它們的存儲(chǔ)容量很低，只能容量有限的能量。
如果你拿一個(gè)鹽水電池，并將其與鋰離子電池進(jìn)行比較，與鋰離子電池的大小相同，鋰離子電池將能夠存儲(chǔ)比鹽水電池更多，因?yàn)槟芰棵芏容^低。
通常，需要更大尺寸的電池。如果可用空間有限，這可能會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題，因此，在某些情況下，鹽水電池可能不是技術(shù)市場(chǎng)的最佳選擇。通過(guò)這些技術(shù)的改進(jìn)，鹽水電池可能會(huì)對(duì)鋰離子構(gòu)成巨大的競(jìng)爭(zhēng)。
據(jù)了解，悉尼大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)新開(kāi)發(fā)的電池，將使向脫碳經(jīng)濟(jì)的過(guò)度更便宜，電池是使用硫鈉制成的。硫是一種可以從海水中生產(chǎn)的熔鹽，通過(guò)采用直接的溶解過(guò)程和碳基電極在室溫下提高硫的反應(yīng)性和硫與鈉之間反應(yīng)的可逆性。
研究人員認(rèn)為，鈉硫電池是鋰離子電池的替代品，其危害性更小，且能量密度更高；與陸地物質(zhì)相比，鋰離子電池的生產(chǎn)和回收成本也更高。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，該團(tuán)隊(duì)研究的鈉電池，可能大幅降低成本，同時(shí)提供4倍的存儲(chǔ)容量，這是可再生能源發(fā)展的重大突破。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，該電池將會(huì)大大降低成本。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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