Starea aplicației bateriei noi și analiza dezvoltării acesteia (IV)

Sodiul Baterie

Introducere

Odată cu atenția din ce în ce mai mare acordată problemelor energetice la nivel mondial, nou energie tehnologiile bateriilor au devenit treptat prioritatea principală a cercetării științifice și dezvoltării industriale în diferite țări, în contextul tranziției energetice și al dezvoltării durabile. De la bateriile tradiționale cu litiu-ion până la celulele de combustibil cu hidrogen mai avansate, bateriile cu flux lichid etc., diferitele tipuri de baterii au arătat o gamă largă de perspective de aplicare în domeniile stocării energiei și vehiculelor electrice. In orice caz, sunt si multi provocări și limitări, cum ar fi densitatea energiei, ciclul de viață și costul. Pentru a promova mai bine dezvoltarea de noi surse de energie, această serie va evalua cuprinzător avantajele, dezavantajele și scenariile de aplicare ale fiecărui tip de tehnologie curentă a bateriilor noi, va oferi referințe și îndrumări valoroase pentru cercetători, practicieni din industrie, va promova inovația continuă în acest domeniu, și contribuie la dezvoltarea durabilă a energiei globale.

articolul principal

Bateriile cu ioni de sodiu funcționează pe un principiu similar cu bateriile cu ioni de litiu, unde transferul de încărcare se realizează prin intrarea și încorporarea ionilor de sodiu. Există două tipuri principale de baterii cu ioni de sodiu: baterii flexibile și baterii buton. Bateriile soft pack se caracterizează prin încărcare mare a materialelor pozitive și negative și a materialelor de încapsulare pentru film aluminiu-plastic, utilizate în mod obișnuit în companii și produse corporative; baterie buton este utilizată în prezent în laboratoare și institute de cercetare.

Direcția viitoare de dezvoltare a bateriei cu ioni de sodiu este direct legată de caracteristicile sale. În ceea ce privește densitatea de energie, densitatea de energie a celulei bateriei cu ioni de sodiu este de obicei de 105-150 Wh/kg, în timp ce densitatea de energie a celulei bateriei cu ioni de litiu este, în general, de 120-180 wh/kg, pentru conținutul de Ni mai mare al sistemului ternar mai mult peste 230wh/kg. Evident, bateriile cu ioni de sodiu nu sunt la fel de bune ca bateriile cu litiu ternare, dar pentru bateriile cu litiu fosfat de fier 120-200wh/kg și bateriile plumb-acid 35-45wh/kg.

În ceea ce privește intervalul de temperatură de funcționare și siguranță. Bateriile cu ioni de sodiu au un interval mare de temperatură de funcționare, de obicei -40℃ - 65℃. În timp ce intervalul de funcționare al bateriei ternare cu litiu-ion este de obicei -20 ℃ ~ 60 ℃. Performanța bateriilor litiu-ion scade după ce scade sub 0℃. În schimb, rata de retenție a SOC a bateriilor cu ioni de sodiu este peste 80% la -20℃. În ceea ce privește evadarea termică, bateriile cu ioni de sodiu au o rezistență internă mai mare decât bateriile cu ioni de litiu și sunt mai puțin probabil să se încălzească în timpul unui scurtcircuit, oferind astfel un nivel mai ridicat de siguranță.

În ceea ce privește performanța înmulțirii, sperformanța multiplicatorului de încărcare și descărcare a bateriei cu ioni de odiu, precum și ionii de sodiu în electrozii pozitivi și negativi, electroliți, precum și interfața dintre ei la capacitatea de migrare este direct legată de toți factorii care afectează rata de migrare a ionilor de sodiu (aceștia influențând factorii pot fi echivalați și cu rezistența internă a bateriei), va afecta performanța multiplicatorului de încărcare și descărcare a bateriilor cu ioni de sodiu. În plus, rata internă de disipare a căldurii a bateriei este, de asemenea, un factor important care afectează performanța de multiplicare. Dacă rata de disipare a căldurii este lentă, căldura acumulată în timpul încărcării și descărcării cu multiplicare mare nu poate fi transferată, ceea ce va afecta grav siguranța și durata de viață a bateriei cu ioni de sodiu. Structura cristalină a materialului catodului de ioni de sodiu are performanțe bune de multiplicare și poate răspunde bine la stocarea energiei și la alimentarea cu energie electrică. În ceea ce privește viteza de încărcare, bateriile cu ioni de sodiu pot fi încărcate complet în doar 10 minute, în comparație cu cel puțin 40 de minute pentru bateriile cu litiu ternare și 45 de minute pentru fosfatul de litiu și fier.

În ceea ce privește performanța tehnică, deficiențele bateriilor cu ioni de sodiu se reflectă în principal în densitatea energetică și durata ciclului de viață. Pentru edensitate energetică, baterii sodiu-ion la 100-150 Wh/kg, baterii litiu-ion la 120-180 Wh/kg; pentru ciclu de viață, bateriile cu ioni de sodiu de 2000 de ori, bateriile cu ioni de litiu de 2500 ~ 3000 de ori. În lanțul industrial, pentru companiile de mașini, odată cu avansarea materialelor bateriilor cu ioni de sodiu, va fi utilizat pe termen scurt pe piața electrică pură entry-level cu a raza mai scurta. Avantajele sale excelente de temperatură scăzută și costuri pot ajuta companiile auto să îmbunătățească profitul brut și să se cufunde pe o piață mai largă. Între timp, sub tendința efectului de scară, efectul de reducere a costurilor ionilor de sodius este evidențiată în continuare, iar rata de penetrare a acesteia pe piața de stocare a energiei va crește și ea.