2024年江蘇省考常識積累：鈉離子電池

Tag: 2024年江蘇公務(wù)員公務(wù)員考試 2023-09-06 來源：江蘇公務(wù)員考試網(wǎng) 【打印】

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鈉離子電池

　　鈉離子電池是一種二次電池（充電電池），主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。2022年度化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)之一。

　　一、工作原理

　　在充放電過程中，Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫出：充電時(shí)，Na+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極；放電時(shí)則相反。

　　新款18650鈉離子電池，借助了鈉離子轉(zhuǎn)移（而不是鋰離子）來存儲和釋放電能。

　　二、技術(shù)優(yōu)勢

　　鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言儲量更豐富，價(jià)格更低廉。由于鈉離子比鋰離子更大，所以當(dāng)對重量和能量密度要求不高時(shí)，鈉離子電池是一種劃算的替代品。

　　與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有的優(yōu)勢有：

　　（1）鈉鹽原材料儲量豐富，價(jià)格低廉，采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料，原料成本降低一半；

　�。�2）由于鈉鹽特性，允許使用低濃度電解液（同樣濃度電解液，鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液20%左右）降低成本；

　　（3）鈉離子不與鋁形成合金，負(fù)極可采用鋁箔作為集流體，可以進(jìn)一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；

　�。�4）由于鈉離子電池?zé)o過放電特性，允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg，可與磷酸鐵鋰電池相媲美，但是其成本優(yōu)勢明顯，有望在大規(guī)模儲能中取代傳統(tǒng)鉛酸電池。

刷題鞏固

　　【例題】關(guān)于鈉離子電池的說法，錯誤的是（）。

　　A、鈉離子電池與鋰離子電池的工作原理類似，能夠兼容已有的鋰電設(shè)備

　　B、鈉離子比鋰離子更易脫溶劑化，界面反應(yīng)動力學(xué)更好

　　C、鈉離子Stokes直徑比鋰離子的大，高鹽濃度電解液具有較高電導(dǎo)率

　　D、鈉元素地殼豐度排第6，資源分布均勻，相較鋰元素成本更低

　　答案：C

　　【解析】本題考查科技。

　　A項(xiàng)正確，鈉離子電池是一種二次電池（充電電池），主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。鈉離子電池與鋰離子電池生產(chǎn)工藝相近，如兩者在電極生產(chǎn)過程、電池裝配過程完全相同，因此設(shè)備兼容性高，企業(yè)產(chǎn)線轉(zhuǎn)換成本較低。

　　B項(xiàng)正確，鈉離子溶劑化能低，鈉離子比鋰離子更易脫溶劑化，界面反應(yīng)動力學(xué)更好。因此鈉離子電池所用電解液體系溫度窗口更寬，賦予其低溫活性。

　　C項(xiàng)錯誤，鈉離子的Stokes（斯托克斯）直徑比鋰離子的小，相同濃度的電解液具有比鋰鹽電解液更高的離子電導(dǎo)率。允許使用低濃度電解液（同樣濃度電解液，鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液20%左右）降低成本。

　　D項(xiàng)正確，相比鋰元素，鈉元素地殼豐度第六，資源分布更均勻、更豐富，所以鈉離子電池所需材料成本更低，價(jià)格差距隨著資源緊缺將日益拉開。

　　本題為選非題，故正確答案為C。