Състояние на приложението на нова енергийна батерия и анализ на нейното развитие (IV)

Sодиум Bатерия

Въведение

С нарастващото внимание към енергийните проблеми в световен мащаб, нови енергия технологиите за батерии постепенно се превърнаха в основен приоритет на научните изследвания и индустриалното развитие в различни страни на фона на енергийния преход и устойчивото развитие. От традиционните литиево-йонни батерии до по-напредналите водородни горивни клетки, батерии с течен поток и т.н., различните видове батерии показват широк спектър от перспективи за приложение в областта на съхранението на енергия и електрическите превозни средства. Въпреки това, също са много предизвикателства и ограничения, като енергийна плътност, жизнен цикъл и цена. За по-добро насърчаване на разработването на нови енергийни източници, тази серия ще оцени изчерпателно предимствата, недостатъците и сценариите за приложение на всеки тип масова нова технология за батерии, ще предостави ценни справки и насоки за изследователи, промишлени практици, ще насърчи непрекъснатите иновации в тази област, и допринасят за устойчивото развитие на глобалната енергетика.

Основна статия

Натриево-йонните батерии работят на принцип, подобен на литиево-йонните батерии, където преносът на заряд се осъществява чрез освобождаване и вграждане на натриеви йони. Има два основни типа натриево-йонни батерии: батерии с гъвкав пакет и батерии с бутон. Меките батерии се характеризират с високо натоварване на положителни и отрицателни материали и материали за капсулиране на алуминиево-пластмасов филм, често използвани в компании и корпоративни продукти; бутонната батерия в момента се използва в лаборатории и изследователски институти.

Бъдещата посока на развитие на натриево-йонната батерия е пряко свързана с нейните характеристики. По отношение на енергийната плътност, енергийната плътност на клетката на натриево-йонната батерия обикновено е 105-150 Wh/kg, докато енергийната плътност на клетката на литиево-йонната батерия обикновено е 120-180wh/kg, за по-високото съдържание на Ni в тройната система повече от 230wh/kg. Очевидно натриево-йонните батерии не са толкова добри, колкото тройните литиеви батерии, но за литиево-железни фосфатни батерии 120-200wh/kg и оловно-киселинни батерии 35-45wh/kg.

По отношение на работния температурен диапазон и безопасност. Натриево-йонните батерии имат широк работен температурен диапазон, обикновено -40℃ - 65℃. Докато работният диапазон на тройната литиево-йонна батерия обикновено е -20 ℃ ~ 60 ℃. Производителността на литиево-йонните батерии намалява след падане под 0℃. Обратно, степента на задържане на SOC на натриево-йонните батерии е над 80% при -20 ℃. От гледна точка на термичния изход, натриево-йонните батерии имат по-високо вътрешно съпротивление от литиево-йонните батерии и е по-малко вероятно да се нагреят по време на късо съединение, като по този начин осигуряват по-високо ниво на безопасност.

По отношение на производителността на умножението, содиум-йонна батерия при зареждане и разреждане на умножителя, и натриеви йони в положителните и отрицателните електроди, електролитът, както и интерфейсът между тях при способността за миграция е пряко свързана с всички фактори, влияещи върху скоростта на миграция на натриевите йони (тези, които влияят фактори могат също да бъдат приравнени към вътрешното съпротивление на батерията), ще повлияят на производителността на мултипликатора при зареждане и разреждане на натриево-йонните батерии. В допълнение, вътрешната скорост на разсейване на топлината на батерията също е важен фактор, влияещ върху производителността на умножението. Ако скоростта на разсейване на топлината е бавна, топлината, натрупана по време на голямото умножително зареждане и разреждане, не може да бъде прехвърлена навън, което сериозно ще повлияе на безопасността и живота на натриево-йонната батерия. Кристалната структура на натриево-йонния катоден материал има добра производителност на умножение и може да реагира добре на съхранение на енергия и захранване с мащаб. По отношение на скоростта на зареждане, натриево-йонните батерии могат да бъдат напълно заредени само за 10 минути, в сравнение с най-малко 40 минути за литиево-тройни батерии и 45 минути за литиево-железен фосфат.

По отношение на техническите характеристики, недостатъците на натриево-йонните батерии се отразяват главно в енергийната плътност и цикъла на живот. За денергийна плътност, натриево-йонни батерии в 100-150 Wh/kg, литиево-йонни батерии в 120-180 Wh/kg; за жизнен цикъл, натриево-йонни батерии 2000 пъти, литиево-йонни батерии 2500 ~ 3000 пъти. В индустриалната верига, за автомобилните компании, с напредъка на материалите за натриево-йонни батерии, те ще бъдат по-широко използвани в краткосрочен план на началния пазар на чисто електричество с a по-къс обхват. Неговите отлични предимства при ниски температури и разходи могат да помогнат на автомобилните компании да подобрят брутната печалба и да потънат в по-широк пазар. Междувременно, при тенденцията на ефекта на мащаба, ефектът на намаляване на разходите на натриевите йониs е допълнително подчертано и степента му на навлизане на пазара за съхранение на енергия също ще се увеличи.