鋰離子電池大家都知道，但你聽說過鈉離子電池嗎？


近日，重慶市科技獎勵大會召開，西南大學綠色電源團隊獨立研發的“高性能堿金屬二次電池電極材料的研究”項目，獲得重慶市自然科學獎二等獎。

該項目在實施過程中取得了一系列重要科研成果，為今后大規模儲能電池體系的開發應用奠定了理論基礎，提供了技術支持。

那么，什么是高性能堿金屬二次電池電極材料？這個項目對人們生產生活又會帶來哪些變化？

上游新聞記者專訪了項目主要完成人，西南大學材料與能源學院院長徐茂文教授。

十年磨一劍

鈉電池技術位居國內先進水平

電池是人們日常生活中必不可少的消費品。手機、電動車、大規模儲能都離不開電池。因此，如何升級電池技術一直是科研工作者的研究目標，徐茂文就是其中之一。

早在2010年，還在美國德州大學奧斯汀分校開展博士后研究的徐茂文就開始專研鈉離子電池。

他的導師是被譽為“鋰電之父”的諾貝爾獎獲得者約翰·古迪納夫。徐茂文說：“古迪納夫先生在2010年就預測下一代電池可能是鈉離子電池，這種觀念在鋰電池飛速發展的當年，是非常有前瞻性的”。

2013年，徐茂文回國后在西南大學組建綠色電源團隊，開始重點把精力放在鈉離子電池電極材料的研究上面，取得了豐碩的成果。


徐茂文介紹，西南大學綠色電源團隊，由3名正教授、5名副教授、2名講師和60余研究生組成，教師大部分具有海外學習工作經歷。近年來在高水平期刊如《自然·通訊》、《德國應用化學》、《先進能源材料》等上發表SCI論文200多篇，授權專利20余項，部分成果已經產業化，技術處于國內先進水平。

除了鈉離子電池，徐茂文團隊還對鉀離子電池展開了開創性的研究。

目前，該團隊已設計制備了一系列新型鈉、鉀離子二次可充電池正負極材料，探索了不同材料的離子儲存機理，并提出了一些新的理論模型。

助力“雙碳”戰略

材料成本比鋰離子電池降低三成

鈉離子電池與鋰離子電池相比，有何優勢？

徐茂文介紹，鈉離子電池的突出優勢在于成本，主要體現在兩個方面。一方面，鈉在地殼中的資源豐度較大，且分布廣，因此鈉的成本較低；鋰在地殼上的豐度較小，且主要集中在澳大利亞、智利、阿根廷等國家，鋰資源存在短缺和成本大幅波動的問題。

另一方面，由于鈉與鋁不會形成合金，因此鈉離子電池的正負極集流體都可以用鋁箔，而鋰離子電池的負極集流體常用的是銅箔，鋁箔的價格不到銅箔價格的六分之一。

因此，大致估算，在大規模商業化之后，鈉離子電池的材料成本會比鋰離子電池降低30%-40%。

“在國家雙碳戰略目標背景下，鈉離子電池的應用前景非常廣闊，特別是在對能量密度要求不高的大規模儲能方面。這次獲獎對我們來說意義非凡，是對我們科研工作的極大肯定，這將鼓舞我們繼續堅定自己的研究方向，專注于鈉離子電池的研究，集中力量，信心百倍地去攻克鈉離子電池規模產業化進程中遇到的各項問題，盡早推動其產業化。”

徐茂文表示，團隊目前已經和一些大型的新能源科技公司簽訂了合作協議，希望能盡快將成果產業化，為重慶的新能源產業注入先進的技術支持。 

原標題：助力“雙碳”戰略 重慶這項電池技術大幅降低儲能成本