中國粉體網(wǎng)訊 財聯(lián)社3月1日電，日本電氣硝子開發(fā)出了不使用稀有金屬的全固態(tài)電池。其機制是依靠鈉離子在電極之間移動來實現(xiàn)充放電，還將電解液換成不可燃的固態(tài)電解質，提高了安全性。日本電氣硝子正在加緊使有助于電池穩(wěn)定供應的新技術實現(xiàn)實用化。
這里面有3個亮點值得關注：不使用稀有金屬、全固態(tài)電解質、鈉離子。
不使用稀有金屬
新能源汽車市場的火熱，帶動了動力電池需求量的快速攀升。而作為動力電池關鍵原材料的鎳、錳、鈷、鋰等資源自然大受追捧，價格也是水漲船高。
尤其對國內而言，受到新能源車需求的強烈?guī)樱瑒恿﹄姵卦牧蟽r格快速攀升，尤其是電池級碳酸鋰。其在2021年初時的價格僅為5萬元/噸，到2021年12月時，已上漲至27萬元/噸。2022年，截至到目前為止，電池級碳酸鋰均價已到46萬元/噸，上漲超9倍，而這距離2022年元旦時突破30萬元/噸還不足兩個月。
此外，電池級鈷、硫酸鎳的價格也有不同程度上漲。據(jù)基準礦物情報機構Benchmark Mineral Intelligence發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年1月-2022年1月，電池級鈷、硫酸鎳的價格分別上漲了119%和55%。
稀有金屬電池材料的價格猛漲，帶動電池越來越貴，新能源汽車企業(yè)的產品利潤大幅降低，加上新能源汽車補貼退坡，造車不是請客吃飯，最終新能源車企們還是走上了漲價之路，而漲價的直接后果就是老百姓買單。
鈉離子電池
關于鈉離子電池的研究至少可以追溯到20世紀70年代，幾乎與鋰離子電池的研究同時起步。近些年在鋰資源緊張的情況下，鈉離子電池又重新闖入人們的視野。
從應用前景來看，鈉離子電池發(fā)展前景廣闊。和鋰電池相比，鈉離子電池具有原料資源豐富、成本低廉、環(huán)境友好、高低溫下性能表現(xiàn)好、安全性高等優(yōu)勢。
在資源端，鈉的地下儲量排名第六，分布很廣泛，鹽湖和大海里都有鈉的存在，發(fā)展鈉離子電池可有效降低對鋰資源進口的依存度。
全固態(tài)電解質
1980年鋰電池之父美國科學家約翰·古迪納夫就提出了固態(tài)電池的概念，被認為是電池的終極形態(tài)。
與液態(tài)電解質相比，固態(tài)電解質優(yōu)點較多。首先電池安全性得到極大提高，因為固態(tài)電解質機械強度高，且不會形成漏液，不會受到鋰枝晶的刺穿影響使得電池短路，極大地提高了電池的安全性；安全性提高的前提下，可以嘗試使用更大能量的正負極，比如負極材料可以直接使用金屬鋰，從而提升整個電芯的能量密度；另外固態(tài)電池無需電解液和隔膜，極大地簡化了電池結構，推動電池向輕量化邁進，是鋰電池的未來方向。
日本電氣硝子不使用稀有金屬的全固態(tài)鈉離子電池可以說是集萬千優(yōu)勢于一身：
高安全性
電池材料完全由無機氧化物組成，因此在使用和制造過程中無需擔心起火或產生有毒物質。
出色的電池性能
（1）利用玻璃的軟化流動性，將正負極與固體電解質結合，提高離子電導率。
（2）固體電解質具有良好的循環(huán)特性。
（3）結構簡單，可通過開發(fā)高電位活性材料來制造高能量密度的電池。
資源豐富
使用資源豐富的鈉，與鋰和鈷相比，無需擔心供應問題。
日本電氣硝子創(chuàng)立于1949年，以其特殊玻璃產品聞名于世。
2017年，日本電氣硝子開始全固態(tài)鈉離子二次電池的研究。試制的正極采用晶化玻璃的全固態(tài)鈉離子蓄電池，在室溫下成功運行，規(guī)劃2025之前投入實際應用。
2018年，日本電氣硝子聯(lián)合產業(yè)技術綜合研究所、長岡技術科技大學等共同開發(fā)鈉離子二次電池。從硬幣型的電池發(fā)展成手掌大小的層壓電池。循環(huán)壽命500次，容量保持率為88%，達到消費產品級的使用水平，日本電氣硝子表示：“2025年大規(guī)模生產電動汽車使用的電池計劃進展順利�！�
2019年，日本電氣硝子全固態(tài)鈉電池相關論文《Pressureless all﹕olid﹕tate sodium﹊on battery consisting of sodium iron pyrophosphate glassヽeramic cathode and β″゛lumina solid electrolyte composite》發(fā)表于《Journal of the American Ceramic Society》上。
2021年，日本電氣硝子宣布開發(fā)出結晶化玻璃負極材料，利用于全固體鈉電池已成功驅動。該電池使用豐富的鈉和鐵資源作為材料，輸出電壓為3V，具有與鋰離子二次電池相媲美的高實用性。
資料來源：
財聯(lián)社、WIND、中國粉體網(wǎng)、上海有色、日經(jīng)中文網(wǎng)、人民網(wǎng)、日本電氣硝子官網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）
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