近年來估浴，鈉離子電池已成為主流鋰離子技術(shù)的主要競爭對手苹支，而鋰離子技術(shù)一直面臨供應(yīng)短缺和主要礦物價格波動的問題候铸。鈉離子電池通常被認(rèn)為是一種更便宜的替代品刽虹，這主要?dú)w功于豐富的鈉資源以及較低的提取和凈化成本，但一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)炉奴，鈉離子電池需要一系列技術(shù)進(jìn)步和有利的市場條件才能在價格上接近現(xiàn)有的鋰離子電池佛吓。

斯坦福大學(xué)的一組研究人員評估了 6,000 多種情景下鈉離子電池的技術(shù)經(jīng)濟(jì)競爭力，同時改變了技術(shù)發(fā)展路線圖俱诸、供應(yīng)鏈情景菠劝、市場滲透率和學(xué)習(xí)率。結(jié)果睁搭，他們確定了幾種可能在 2030 年代與低成本鋰離子電池實(shí)現(xiàn)成本競爭力的鈉離子電池途徑赶诊。

提高競爭力最有效的方法之一是提高鈉離子的能量密度，以降低材料強(qiáng)度园骆。目前舔痪，密度較低的鈉離子電池每單位儲能成本仍然較高，這可能會限制其廣泛應(yīng)用锌唾。

最重要的是在不使用關(guān)鍵礦物的情況下提高能量密度锄码。研究人員建議，具體來說晌涕，開發(fā)人員應(yīng)該以磷酸鐵鋰為目標(biāo)滋捶，同時遠(yuǎn)離鎳。目前，大多數(shù)領(lǐng)先的鈉離子設(shè)計(jì)都依賴于相對昂貴的金屬弛镣。

陰極是鋰離子電池的主要成本驅(qū)動因素凄在，而陽極則是鈉離子電池中最昂貴的組件。因此钩裆，斯坦福大學(xué)的研究人員認(rèn)為舞懦，提高硬碳陽極的比容量是另一個關(guān)鍵的設(shè)計(jì)方向。用合金陽極(如錫)代替硬碳是可能的方法之一图盖。另一種設(shè)計(jì)方向是完全放棄陽極材料毕蕉，選擇無陽極電池配置。

研究人員還表明九窿，時間表對關(guān)鍵礦物供應(yīng)鏈(即鋰苇葫、石墨和鎳)的變動高度敏感。例如坦膘，如果鋰價格繼續(xù)保持在目前的歷史低位附近堰聪，那么鈉離子在未來十年內(nèi)獲得價格優(yōu)勢的技術(shù)路線將更加狹窄。

總之承跟，他們觀察到缝帝，工程技術(shù)進(jìn)步對價格的影響比通過邊學(xué)邊做和擴(kuò)大生產(chǎn)來降低材料價格的有限空間更大。然而花墩，所有模型結(jié)果都表明悬秉，短期內(nèi)要想在與低成本鋰離子變體的競爭中占據(jù)價格優(yōu)勢是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

《自然能源》雜志發(fā)表的一項(xiàng)題為《批判性評估鈉離子技術(shù)路線圖和與鋰離子電池的技術(shù)經(jīng)濟(jì)競爭情景》的研究得出結(jié)論：鈉離子值得進(jìn)行大量的研究冰蘑、開發(fā)和商業(yè)化關(guān)注和泌。

“我們謹(jǐn)慎對待有關(guān)鋰離子電池(尤其是磷酸鐵鋰電池)在短期或短期內(nèi)(2030 年之前)具有價格優(yōu)勢的假設(shè)和承諾，但我們認(rèn)為祠肥，在供應(yīng)鏈不穩(wěn)定的情況下武氓，鋰離子電池作為一種可行可擴(kuò)展的鋰離子電池替代品，在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著關(guān)鍵作用仇箱。因此县恕，我們認(rèn)為，投資鈉離子電池開發(fā)路線圖以保持與鋰離子電池的競爭優(yōu)勢是明智之舉剂桥。同樣忠烛，鑒于鋰離子電池對供應(yīng)沖擊的敏感性，不應(yīng)放棄對鋰離子電池供應(yīng)鏈安全的投資权逗，”該研究指出美尸。

這項(xiàng)研究是斯坦福大學(xué)杜爾可持續(xù)發(fā)展學(xué)院普雷科特 能源研究所 和 斯坦福直線加速器中心新合作開展的首項(xiàng)研究 。新項(xiàng)目 STEER評估了新興能源技術(shù)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)潛力僵馒，并為能源轉(zhuǎn)型“建設(shè)什么幼氏、在哪里創(chuàng)新以及如何投資”提供建議北拔。