世界が新しいエネルギー源に移行するにつれて、ナトリウムイオンとリチウムイオンのバッテリーの間の競争が激化しています。現在、リチウムイオン電池は市場をリードしていますが、魅力的な利点により、ナトリウムイオン電池は注目を集めています。それぞれのユニークなもの、長所と短所、そして潜在的な将来の方向性を探求しましょう。
ナトリウムイオン電池とは何ですか？
ナトリウムイオンバッテリー（SIB）は、電荷キャリアとしてナトリウムイオン（Na⁺）を使用した充電されたバッテリーです。ナトリウム含有カソード、アノード、液体電解質で構成されています。充電中に、ナトリウムイオンが抽出され、アノードに挿入されますが、放電は逆に発生します。
Namno2、Na3v2（PO4）2F3、Na2Fefe（CN）6など、さまざまな種類のナトリウムイオン電池があります。
namno₂（層状酸化物）
- 作業電圧：3.2 V;動作範囲：-40°C〜80°C。
- サイクルライフ：構造最適化を備えたラボプロトタイプの最大4,500サイクル（例：ホウ素ドーピング）。
- 課題：Mn³⁺相転移による急速容量崩壊（20サイクル）。変更されたバリアントは安定性を改善します。
na₃v₂（後）₂f₃（nvpf、nasicon-type）
- エネルギー密度：1cレートで75 wh/kg。 3.7 Vおよび4.2 Vでの高電圧プラトー。
- サイクルの安定性：カーボンコーティングと電解質添加剤（FECなど）によるフルセル構成の4,000サイクル以上。
- アプリケーション：熱回復力と長寿命のために、グリッドストレージとEVに適しています。
na₂fefe（cn）₆（プロイセン白）
- パフォーマンス：ハードカーボンアノードとペアになった場合、3,000サイクルで160 WH/kgのエネルギー密度を達成します。立方体のフレームワークにおける速いナシ拡散の恩恵を受ける。
- 利点：CATLによって商品化された低温互換性（80％の容量保持を伴う-20°C）およびスケーラブルな合成。
リチウムイオン電池とは何ですか？
リチウムイオン電池は長年にわたって大幅に進化しており、最初は1970年代に発展しました。それらは4つの主要なコンポーネントで構成されています。 カソード、アノード、電解質、およびセパレーター。
カソードは容量と電圧を決定しますが、アノードは電子をワイヤから誘導します。 電解質 安全な電気の流れのために、カソードとアノード間のリチウムイオンの動きを可能にします。高いイオン導電率材料は、この動きを促進します。これは、電解質タイプに基づいて変化します。
リチウム電池には6つの主要なタイプがあります。より多くの情報を見つけることができます ここ。
ナトリウムイオンバッテリーとリチウムイオンバッテリー
ナトリウムイオンとリチウムイオンのバッテリーを比較するとき、比較表はその違いの明確な見方を提供します。
| 特徴 | ナトリウムイオンバッテリー | リチウムイオンバッテリー |
| 材料の可用性 | 豊富です | 限定 |
| 環境への影響 | 環境に優しい | 環境にやさしくない |
| 料金 | 安い | 高い |
| 動作温度範囲 | より高い | 高い |
| ライフサイクル | 高い | 高い |
| 電力密度 | 低い | 高い |
| 充電時間 | もっと早く | 速い |
ナトリウムイオンバッテリーの課題
ナトリウムイオンバッテリーの製造は、リチウムイオン電池を置き換える前に、いくつかの課題に直面しています。
- 材料用のサプライチェーンが確立されておらず、関与する企業はほとんどなく、コストが高くなります。
- このテクノロジーはまだ開発中であり、設計の柔軟性を制限し、リチウム電池と比較して密度と貯蔵容量が低くなっています。
- ナトリウムイオン電池のサイクル寿命は5,000サイクルで、市販のリン酸リン酸塩の6,000サイクルよりも大幅に低くなっています。
ナトリウムベースのバッテリーはリチウムイオン電池を置き換えることができますか？
ナトリウムイオン電池はリチウムイオンのバッテリーに代わる優れた代替品になる可能性がありますが、本当に離陸する前にいくつかのハードルに直面しています。
エネルギー貯蔵の選択肢になるには、技術的なパフォーマンスを向上させる必要があります。研究者は、これらのバッテリーをより安定して手頃な価格にするために一生懸命働いていますが、企業は必要な材料のための堅実なサプライチェーンを確立するのに忙しくしています。
