鈉電池充電快又環保,一文看懂電池技術新革命
電池球賽的第一局,「胖子」鈉電池輸給了鋰電池,這一輸就是40年
1970年代,當科學家在選擇電池材料時,是看著化學元素週期表在選擇的。還記得高中時代苦背的「鋰鈉鉀銣銫鍅」嗎?鋰(Li)與鈉(Na)在化學元素週期表上屬同一主族,性能相近,在電池原理上兩者也相近,都是透過不斷在正、負極間來回游動充放電。於是一幫科學家選擇了鋰電池,另一幫科學家選擇了鈉電池。
鋰是個游泳健將,而鈉在尺寸和重量上都比鋰肥了一大圈,也就是個胖子,想也知道,這個胖子自然游不過鋰。而且,這個胖子身上太多脂肪,儲存的肌肉密度不高,也就是能量密度不夠高,所以在電池球賽的第一局,鈉電池就輸給了鋰電池,這一輸就是40年。
因為鋰庫存有限,電池球賽五局上半,胖子鈉電池捲土重來,敗部復活
但是老天爺是公平的,十年河東、十年河西,根據2020年世界銀行的估計,電池材料中最重要的鋰金屬,若要滿足全球現在的需求,需要其地球庫存量的五倍,但地球沒有那麼多。而且開採鋰礦時,平均每噸鋰需消耗約200萬公升的水,鋰電池又需要用到稀土,這些問題都讓環保人士詬病。為了尋找替代材料,回頭發現,鈉在地殼中化學元素平均含量是鋰的423倍,在地球上分布廣泛,多到你家裡買的食鹽裡面都有,價格遠遠低於鋰,於是在40年之後,胖子鈉電池捲土重來,敗部復活!
一張表看懂鈉電池與鋰電池的戰力
我們之前談過六個判斷電池技術潛能的基本邏輯:能量密度高、壽命長、充放電速度快、耐熱耐寒、安全性高、達到可商業化的成本。
讓我們用下表來比較鈉電池與鋰電池在這六個面向的戰力:
鈉電池與鋰電池比較表。(圖/綠學院提供)