材料①钠离子电池与锂离子电池均起源于上世纪七八十年代,但命运却截然不同。锂离子电…
材料①钠离子电池与锂离子电池均起源于上世纪七八十年代,但命运却截然不同。锂离子电池因为优异的电化学性能,成了手机、相机、汽车等大小电器必不可少的器件,而钠离子电池却因电池容量低、循环寿命短等短板,无人问津。 ②直到2010年以后,才陆续有研究人员把钠离子电池这项老技术捡起来。与锂离子电池一样,钠离子电池也有多条技术路线。高温钠离子电池对工作温度要求高、安全性差,研究人员关注更多的是室温钠离子电池,并针对性开发出适合其性质的阴阳极材料,如在阳极上,有合金类、金属氧化物类和碳材料等选择,而阴极材料则包括聚阴离子类、普鲁士蓝衍生物、层状氧化物类等。其中,层状氧化物和普鲁士蓝衍生物做阴极的钠离子电池,不仅成本便宜,而且能量密度接近磷酸铁锂离子电池,甚至还有所超越。阳极材料用硬碳,能提高钠离子电池的可逆比容量和循环寿命。在宁德时代发布会上,提到了这三种电极材料,确认其钠离子电池采用“普鲁士白”作为正极材料,它是普鲁士蓝的还原产物。 ③解决了关键的容量和寿命问题,钠离子电池的应用自然多了起来。宁德时代炒热了钠离子电池,然而它并不是第一家生产钠离子电池的中国公司,在它之前,超威、星空、中科海钠等多家公司,都已涉足钠离子电池的研发与生产。此外,中国长城、鹏辉能源、圣阳股份等公司已经研发出了钠离子电池样品。欣旺达、百川股份等也在为钠离子电池进行技术和专利储备。 ④新能源蓬勃发展、碳中和成为世界议题,各国纷纷推出政策,电动车取代燃油车,但面临了新问题:锂资源不够用了。全球探明的可供开采的锂资源储量仅能满足14.8亿辆电动汽车,而2020年全球汽车保有量便超过14.9亿辆。更何况,中国锂资源紧张,高度依赖进口,2019年国内利用自身的锂资源加工的基础锂盐仅为6.5万吨,共进口172万吨锂辉石精矿,主要来自澳大利亚。鉴于近年中澳关系紧张,寻找锂离子电池的替代产品意义非凡。 ⑤业界对钠离子电池寄予厚望。一方面,钠元素的含量足够丰富。锂在地壳中的含量只有0.0065%,而钠的含量则为2.75%,是前者的400多倍。另一方面,钠离子电池成本低、安全性高。据测算,钠离子电池的材料成本,比锂离子电池低30%~40%。由于钠离子电池化学性能稳定,不容易形成锂枝晶那样坚硬的枝晶,在安全性上较同类别的锂离子电池体系具有优势。 ⑥钠离子电池该用在哪里呢?学界一般认为,钠离子电池在储能系统上大有用途。在2030年碳达峰、2060年碳中和的要求下,政府点名了风力发电和光伏发电。但风光发电不稳定,想把这些清洁能源接入电网就得建设储能站,为电力创造“缓冲区”。储能站的储能方式,有机械储能、电磁储能、电化学(电池)储能等。从使用效率、布局灵活性、循环寿命、投资成本等方面综合考虑,电池储能是当下最适合规模化发展的储能形式。 ⑦电池储能以锂离子电池、铅酸电池和全钒液流电池手段为主。截至2019年底,锂离子电池装机占比超过75%。2019年起,钠离子电池在储能行业崭露头角,国内先后建成了三座钠离子电池储能系统。据某证券预测,到2025年国内钠离子电池在储能上的潜在需求量达48GWh。除了储能行业,电动车行业也在呼唤安全系数更高的钠离子电池,钠离子电池能给电动车性能带来多大提升还有待观察,若能解决低温“趴窝”和碰撞自燃问题,则是好事一桩。 ⑧在商业化上,钠离子电池还只是个“孩子”。据统计,主流的钠离子电池循环寿命仅1000~1500次,只有宁德时代和中科海钠两家的产品寿命可达3000次,但远不及磷酸铁锂离子电池。另外,只有当钠离子电池产能达到GWh级别时,才能依靠摊薄设备折旧费用体现出钠离子电池材料成本低的优势,但截至2020年,国内电池储能项目的装机规模累计只有3.3GW。钠离子电池的材料生产方法也有待优化,高校和企业一直处于理论阶段,距离大规模投产仍有距离。 问题:根据所给材料,下列关于钠离子电池说法错误的是:
A. 钠离子电池化学性能稳定,安全性优于锂离子电池B. 阳极材料用硬碳能提高钠离子电池的循环寿命C. 聚阴离子类以及碳材料可用作电极材料D. 钠离子电池在储能系统和自动驾驶中大有用途先想一想,再看答案与解析 ▸
正确答案:D
【正确率 59%|考点:细节判断题】
A项,根据第⑤段“由于钠离子电池化学性能稳定······具有优势”可知,说法正确,排除;
B项,根据第②段“阳极材料用硬碳,能提高钠离子电池的可逆比容量和循环寿命”可知,说法正确,排除;
C项,根据第②段“如在阳极上······层状氧化物类等”可知,说法正确,排除;
D项,根据第⑥段“钠离子电池在储能系统上大有用途”可知,钠离子电池在储能系统中大有用途,但“自动驾驶”无中生有,当选。
本题为选非题,故正确答案为D。
【文段出处】《锂资源不够用,“钠”就取而代之?》
考点细节判断题普通篇章