Når verden skifter til nye energikilder, intensiveres konkurransen mellom natriumion og litium-ion-batterier. Foreløpig leder litium-ion-batterier markedet, men natrium-ion-batterier får oppmerksomhet på grunn av noen tiltalende fordeler. La oss utforske hva som gjør hver unike, deres fordeler og ulemper og deres potensielle fremtidige retninger.
Hva er natriumionbatterier?
Natrium-ion-batteriet (SIB) er et ladet batteri ved bruk av natriumioner (Na⁺) som ladebærere. Den omfatter en natriumholdig katode, en anode og en flytende elektrolytt. Under lading blir natriumioner trukket ut og settes inn i anoden, mens utlading skjer reversert.
Det er forskjellige typer natrium-ion-batterier, inkludert NAMNO2, Na3V2 (PO4) 2F3 og Na2FeFe (CN) 6.
Namno₂ (lagdelt oksid)
- Arbeidsspenning: 3,2 V; Driftsområde: -40 ° C til 80 ° C.
- Syklusliv: Opptil 4500 sykluser i lab -prototyper med strukturell optimalisering (f.eks. Bor doping).
- Utfordringer: Rask kapasitetsforfall (20 sykluser) på grunn av Mn³⁺ faseoverganger; Modifiserte varianter forbedrer stabiliteten.
Na₃v₂ (etter) ₂f₃ (NVPF, Nasicon-type)
- Energitetthet: 75 WH/kg med 1C hastighet; Høyspenningsplatåer på 3,7 V og 4,2 V.
- Syklusstabilitet: Over 4000 sykluser i fullcellekonfigurasjoner på grunn av karbonbelegg og elektrolytttilsetningsstoffer (f.eks. FEC).
- Bruksområder: Passer for lagring av nett og EV -er på grunn av termisk motstandskraft og lang levetid.
Na₂fefe (CN) ₆ (Preussian White)
- Ytelse: oppnår 160 WH/kg energitetthet med 3000 sykluser når de er parret med harde karbonanoder; Fordeler med rask Na⁺ -diffusjon i kubikkramme.
- Fordeler: kompatibilitet med lav temperatur (-20 ° C med 80% kapasitetsretensjon) og skalerbar syntese, kommersialisert av CATL.
Hva er litium-ion-batterier?
Litium-ion-batterier har utviklet seg betydelig gjennom årene, med den første utviklet på 1970-tallet. De består av fire hovedkomponenter: katode, anode, elektrolytt og separator.
Katoden bestemmer kapasitet og spenning, mens anoden leder elektroner gjennom en ledning. De elektrolytt muliggjør litiumionbevegelse mellom katoden og anoden for sikker strømstrøm. Høye ioniske konduktivitetsmaterialer letter denne bevegelsen, som varierer basert på elektrolytttype.
Det er seks hovedtyper av litiumbatterier; Mer informasjon finner du her.
Natriumionbatteri vs litium-ion batteri
Når du sammenligner natriumion- og litium-ion-batterier, gir en sammenligningstabell et tydelig syn på forskjellene deres.
| Funksjoner | Natrium-ion-batteri | Litium-ion-batteri |
| Materiell tilgjengelighet | Rikelig | Begrenset |
| Miljøpåvirkning | Miljøvennlig | Mindre miljøvennlig |
| Koste | Billig | Høy |
| Driftstemperaturområde | Høyere | Høy |
| Livssyklus | Høy | Høy |
| Krafttetthet | Lav | Høy |
| Ladetid | Raskere | Rask |
Utfordringer for natrium-ion-batteri
Produksjon av natrium-ion batteri står overfor flere utfordringer før det kan erstatte litium-ion-batterier.
- Det er ingen etablert forsyningskjede for materialer, og få selskaper er involvert, noe som fører til høyere kostnader.
- Teknologien utvikler seg fortsatt, begrenser designfleksibiliteten og resulterer i lavere tetthet og lagringskapasitet sammenlignet med litiumbatterier.
- Natrium-ion-batterier har en sykluslevetid på 5000 sykluser, betydelig lavere enn de 6000 syklusene med kommersielle litiumjernfosfatbatterier.
Kan natriumbaserte batterier bytte ut litium-ion-batterier?
Natriumionbatterier kan være et flott alternativ til litium-ion, men de møter noen hinder før de virkelig kan ta av.
For å bli valget for energilagring, må de forbedre sin tekniske ytelse. Forskere jobber hardt for å gjøre disse batteriene mer stabile og rimelige, mens selskaper er opptatt med å etablere en solid forsyningskjede for nødvendige materialer.
