一張表看懂胖子鈉電池技術與原理

胖子鈉電池第一篇文章靠著標題成功預言，逆襲固態電池文章。

鈉電池的技術與材料路線：主要材料也是正極、負極、電解液、隔離膜

今天繼續不藏私分享鈉電池的技術與材料路線。跟鋰電池、鉛酸電池一樣，鈉電池主要材料也是正極、負極、電解液、隔離膜。因為預期鈉電池將取代鉛酸電池的應用場景，也將挑戰電動車、儲能系統使用的鋰電池，這三者彼此競合，筆者用下表整理這三者的材料異同。

▲ 鈉電池、鋰電池與鉛酸電池主要材料比較表。（Source：顏文群整理，下同）

鈉電池正極材料路線有三種，預測最後將是各擁其主

根據成本及應用場景需要的充放電速度，鋰電池不同的正級材料用於不同的應用場景，而鈉電池目前有三種正極材料路線，分別是層狀氧化物、聚陰離子型、普魯士藍，還沒有形成行業共識。目前實在很難看出哪個正極材料將一統江山，因此只要條件許可，公司的策略大概都是全壓，小孩子才做選擇，大人我全都要！

▲ 鈉電池不同的正極材料路線與鋰電池的戰力表。

筆者預測鈉電池的正極材料最後將是各擁其主，因為這幾個正極材料的成本都有機會大幅下降，所以只要產品到市場階段處理得宜，都有機會分到蛋糕。

鈉電池負極材料路線有五種，預期將由碳基材料出線

鈉電池的負極材料目前有五種路線：碳基材料、鈦基材料、合金材料、有機化合物及其他，其中碳基材料的技術成熟度最高，最有機會出線，率先實現量產。

鈉電池製造過程中，不使用石墨為負極材料，減少製備石墨時需要的3,000度超高溫製程，大幅減少能耗，自然降低碳排放，相比起鋰電池更環保。不過碳基材料不就是石墨嗎？有什麼不同？

鈉電池的原理：選用碳基材料讓鈉電池勝出

碳是收放自如的元素，可以靠燒製的製程擠出很多「座位」，增加電池能量密度。碳源的排列是沒有規則性的，當你用幾百度去燒製時，就可以成為無定型碳，這就是鈉電池在使用的碳基材料。無定型碳的座位沒有那麼多，通道還算大，比較胖的鈉可以通過。比較瘦的鋰，則可以通過進一步把無定型碳燒製成很有規則性、座位更擁擠的石墨，進而得到更高的能量密度。