国内首款以钠离子电池为动力的A00级试验车公开亮相，代表了中国电动汽车的新突破。

新能源电动汽车有三个核心：动力电池、电动驱动和电气控制，其中动力电池的主流仍然是锂电池。以钠离子电池为动力电池，无异于给电动汽车换了一颗“心”，影响了整车的性能、质量和可靠性。

然而，这颗“新心”的表现确实让人眼前一亮。数据显示，中国第一辆钠电池车的电池容量为25kWh，续航里程为250km，与锂电池车有一定差距，但满足城市通勤问题不大。而且在快速充电方面，钠电池一次充电只需15~20分钟，反而比锂电池高很多！

锂电池到钠电池。

众所周知，元素周期表的IA族元素，原子核外最外层只有一个电子元素，化学性质活泼，在室温下可与水发生剧烈反应。将这种“顽固”的金属引入电池系统，必须使用非水电解质，设计成本高，安全也是一个大问题。

锂电池的设计起源于20世纪60年代至20世纪70年代。当时，世界正处于石油危机之中。迫切需要在汽车、航空、军事、医药等领域寻找新的替代能源。新电池已成为当前的热门研究课题。然而，当时的铅酸电池和镍镉镍氢电池都不能满足高能量密度的需求。在铅、镍、镉以外的元素中，第三元素“锂”因其广阔的发展前景而备受关注。

在元素周期表中，锂是序号最高、原子质量最低的金属，电极电势极低，制成电池后能满足更高的能量密度。锂电池还具有体积小、电压高、能量转化率高、自放电小等优点。1970年，世界上第一个锂电池诞生，最初以硫化钛为正极材料，金属锂为负极材料；经过技术升级，锂电池在20世纪90年代迅速占领了电子能源市场，不仅缓解了石油危机的迫切需要，而且在21世纪初扩散到电动汽车领域。

目前锂电池已成为新能源汽车的主流电池，循环寿命为500-1000次(磷酸铁锂可达8000次)，比能量高达555Wh/kg，但自放电低至2%/月左右，远低于Ni-CD25-30%和Ni-MH30-35%。然而，锂电池也有一个令人头疼的问题：地壳中锂资源含量低，分布不均匀。我国锂矿主要依靠进口，原材料供应存在“颈部卡住”的风险。

锂电池制造成本飙升，这一痛点也给钠离子电池的发展带来了机遇。

与锂电池相比，钠电池具有许多不可替代的优点，最大的优点是资源丰度高。地壳中的钠储量丰富，分布广泛，质量分数占比高，而锂只占比高，相差400倍以上。因此，钠盐制成的电池具有无与伦比的成本优势。

钠电池的另一个优点是不会与铝箔发生反应，允许使用廉价的铝集流体来降低成本。可制成双极钠离子电池，在同一铝箔上涂上正负极材料，然后用固体电解质隔离正负极片，可定期堆叠成堆积木，提高性能。

至于钠电池能量密度低的缺点，并非没有回旋余地。可通过调整电极材料的形状、价格、混合、负担和复合材料的改性手段来改进。

锂电池:为什么会自燃？蜂窝电池技术令人惊讶。

新能源汽车的安全主要体现在电池上。自电动汽车问世以来，自燃、爆炸事件屡见不鲜，其原因往往是锂离子电池自燃所致。

2020年10月27日，一辆停放在北京北四环的新能源电动汽车因不明原因自燃爆炸。调查结果显示，电池供应商在生产中掺入杂质，导致电池锂分析异常，极端情况或电池短路，导致电池热失控和火灾爆炸风险。

锂离子电池自燃:是怎么引起的？

从结构上看，电动汽车的动力电池主要由电池和保护电路板组成，电池由正极、负极、电解质和隔膜组成，运行原理如下：

单个电池作为电池内部的核心元件，不能直接使用。一组电池首先需要根据模板进行排列和组合，加上电路板和外壳，制作电池模块作为成品电池，如下图所示。

在放电过程中，电池模块叠加了所有电池的风险，单个电池自燃的主要原因有两个：

1.电池短路导致热失控。当其他金属杂质与电池材料混合时，或导电粉尘、正负极错位、电解质分布不均匀等问题可能导致电池内部短路。低温充电和大电流充电会导致电池负极表面“锂分析”，产生尖锐的分支锂晶体，刺穿保护膜，导致热失控。在高热状态下，电池内部的有机电解质被分解，内部压力膨胀导致电池膨胀，电池破裂，最终导致自燃。

2.过度充电导致电失控。锂离子电池充电时，自由离子从正极迁移到负极石墨层，石墨层间距为，锂离子尺寸仅为，两层石墨可嵌入大量含锂化合物。负极(石墨)中储存的锂充满电后已达到饱和状态。如果继续充电，正极释放的阳离子只能沉积在石墨外，浓度不断积累，最终在表面沉淀金属单质，也会产生分支晶体，穿透隔膜，导致自燃和爆炸。

从电池类型来看，新能源汽车主要使用三元锂或磷酸铁锂作为动力电池，其中三元锂电池寿命较强，但其安全性不如磷酸铁锂，大多数自燃事故电池都是这种类型。

三元锂电池：高镍化明显，为何会增加安全隐患？

三元锂电池的正极材料是镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂，负极材料是石墨。电解质是以六氟磷酸为主的锂盐。其正极材料由镍、钴、锰/铝组成，故称“三元电池”。

其中，金属镍的主要作用是提高电池的能量密度，这也是实现高耐久性的关键。例如，特斯拉开发的4680电池采用高镍811作为正极材料，单体能量增加5倍，耐久性增加16%，功率输出增加6倍。

三元锂电池呈现出明显的高镍化趋势，但同时镍的化学性质活跃，对温度反应敏感。高镍化也会导致电池热稳定性差，更有可能诱发自燃。

蜂窝电池技术：适用于高镍电池和钠离子电池。为什么能防止自燃？

所谓蜂窝电池，就是根据蜂窝状空槽结构排列圆柱形电池，然后通过外延包覆灌胶重组技术设计的一套电池。

该技术不仅适用于高镍电池，也适用于新型钠离子电池，其最大的优点是主要的高安全性。

与大电池相比，蜂窝电池实现了“零”，即大电池制成多个单体容量较小的电池，每个电池由蜂窝结构隔离，类似于单独的小房间。即使其中一个电池出现故障，整个电池组也可以保持相对完好。

首先，蜂窝电池采用定向爆炸技术。当小电池内部电流短路时，只有上下两端才会发生定向爆炸，而不会引起侧面爆炸和壳体局部熔洞。

其次，整个电池组采用高强度阻燃塑料，爆炸产生的热量被隔热材料隔离，不会影响周围电池的运行。

最后一项保险是蜂窝电池的“机-电-热”耦合系统。电气控制系统实时监控电池组的安全状态。一旦电池发生定向爆炸，系统将立即打开智能温度控制，快速降低电池组的温度，确保电池组的稳定运行。

与大电池设计相比，蜂窝电池显然更有利于避免“热失控”，高比能、小容量的圆柱形电池有效降低了电池组的自燃风险。有些朋友可能会忍不住吐槽:这是靠牺牲耐力换来的安全，实用性不高！

事实上，这并不完全正确。尽管钠离子电池的电池寿命不足，但蜂窝电池实际上可以使用高能密度电池。例如，高镍811的三元锂电池的能量密度高达240Wh/kg，最大电池寿命可达602km。可以说，它考虑了电池寿命和安全性。

20分钟充满电！钠离子电池具有明显的优点。

钠离子电池的另一个优点是充电速度，常温下15分钟充电量可达80%以上，20分钟充电，而锂离子电池需要30~60分钟才能充电80%，全部充电可能需要2个小时。

为什么钠电池充电这么快？

这也要从充电原理入手。电池充放电的本质是阴阳离子在正负两极的迁移。钠/锂离子电池的充电是钠/锂离子从正极转移到负极的过程，相反。离子通过迁移改变其分布并产生电流，从而为外部电路提供电能。

钠电池快速充电的秘诀是钠离子的溶剂化能低于锂离子，在界面上扩散能力更强，速度更快。在相同浓度的电解质中，钠盐的离子电导率高于锂盐，这意味着钠盐具有更强的离子扩散能力。因此，无论是充放电，钠离子在正负两极的传输速度都比锂离子快，倍率性能更好。

值得一提的是，钠电池在低温和高温条件下仍然表现良好。研究表明，钠离子电池在零下40℃的低温下仍能保持70%以上的容量；在80℃的环境下，电池组仍然可以回收和放电，这也是锂电池的“硬伤”。

然而，钠电池也有自己的缺点。钠的离子半径较大，在电极材料中脱嵌时可能会导致材料破裂，影响电极的完整性。与锂相比，钠的标准电极电位更高，能量密度更低，功率有限。目前，它只能从A00级小型汽车推广，未来还有很长的路要走。

文章来源：http://www.swsdeyc.cn | 三元锂电池回收，锂电池回收，电池回收,18650电