Gdy świat przechodzi na nowe źródła energii, intensyfikuje się konkurencja między akumulatorami sodu i litowo-jonowymi. Obecnie akumulatory litowo-jonowe kierują rynkiem, ale akumulatory sodu zyskują uwagę ze względu na pewne atrakcyjne zalety. Przejdźmy, co sprawia, że każdy wyjątkowy, ich zalety i wady oraz ich potencjalne przyszłe kierunki.
Co to są akumulatory sodu?
Akumulator sodu (SIB) to naładowana akumulator przy użyciu jonów sodu (NA⁺) jako nośników ładowania. Zawiera katodę zawierającą sod, anodę i ciekłego elektrolitu. Podczas ładowania jony sodu są ekstrahowane i wkładane do anody, podczas gdy rozładowanie zachodzi odwrotnie.
Istnieją różne rodzaje akumulatorów sodu, w tym Namno2, Na3V2 (PO4) 2F3 i Na2fefe (CN) 6.
Namno₂ (tlenek warstwowy)
- Napięcie robocze: 3.2 V; Zakres operacyjny: -40 ° C do 80 ° C.
- Życie cyklu: do 4500 cykli w prototypach laboratoryjnych z optymalizacją strukturalną (np. Dopingiem boru).
- Wyzwania: gwałtowny rozkład pojemności (20 cykli) z powodu przejścia fazowego Mn³⁺; Zmodyfikowane warianty poprawiają stabilność.
Na₃v₂ (po) ₂f₃ (nvpf, typ nasicon)
- Gęstość energii: 75 WH/kg z prędkością 1C; Płaskowyż wysokiego napięcia przy 3,7 V i 4,2 V.
- Stabilność cyklu: ponad 4000 cykli w konfiguracjach pełnych komórek z powodu powłok węglowych i dodatków elektrolitów (np. FEC).
- Zastosowania: Nadaje się do przechowywania siatki i EV z powodu odporności cieplnej i długiej żywotności.
Na₂fefe (CN) ₆ (biały prusa)
- Wydajność: osiąga gęstość energii 160 WH/kg z 3000 cykli w połączeniu z twardymi anodami węglowymi; Korzyści z szybkiej dyfuzji Na⁺ w ramie sześciennej.
- Zalety: Kompatybilność o niskiej temperaturze (-20 ° C z 80% retencją zdolności) i skalowalna synteza, komercjalizowana przez CATL.
Co to są akumulatory litowo-jonowe?
Akumulatory litowo-jonowe ewoluowały znacznie na przestrzeni lat, a pierwsze rozwinęły się w latach siedemdziesiątych. Składają się z czterech głównych elementów: katoda, anoda, elektrolit i separator.
Katoda określa pojemność i napięcie, podczas gdy anoda kieruje elektrony przez drut. . elektrolit umożliwia ruch jonów litowych między katodą a anodą dla bezpiecznego przepływu energii elektrycznej. Wysokie materiały przewodności jonowej ułatwiają ten ruch, który zmienia się w zależności od rodzaju elektrolitu.
Istnieje sześć głównych rodzajów akumulatorów litowych; Więcej informacji można znaleźć Tutaj.
Bateria sodu i bateria litowo-jonowa
Porównując akumulatory sodu i litowo-jonowe, tabela porównawcza oferuje wyraźny widok ich różnic.
| Cechy | Bateria sodowo-jonowa | Bateria litowo-jonowa |
| Dostępność materiału | Obfity | Ograniczony |
| Wpływ na środowisko | Przyjazny dla środowiska | Mniej przyjazne dla środowiska |
| Koszt | Tani | Wysoki |
| Zakres temperatury roboczej | Wyższy | Wysoki |
| Cykl życia | Wysoki | Wysoki |
| Gęstość mocy | Niski | Wysoki |
| Czas ładowania | Szybciej | Szybko |
Wyzwania dla baterii sodowo-jonowej
Produkcja baterii sodowo-jonowych staje przed kilkoma wyzwaniami, zanim będzie mogła wymienić akumulatory litowo-jonowe.
- Nie ma ustalonego łańcucha dostaw dla materiałów, a niewiele firm jest prowadzących do wyższych kosztów.
- Technologia wciąż się rozwija, ograniczając elastyczność projektowania, co powoduje niższą gęstość i pojemność magazynową w porównaniu z akumulatorami litowymi.
- Akumulatory sodu jonowe mają żywotność cyklu wynoszącą 5000 cykli, znacznie niższą niż 6000 cykli komercyjnych akumulatorów fosforanu litowego żelaza.
Czy akumulatory sodu mogą zastąpić akumulatory litowo-jonowe?
Akumulatory sodu-jonowe mogą być świetną alternatywą dla litowo-jonowych, ale stają w obliczu przeszkód, zanim będą mogły naprawdę wystartować.
Aby stać się wyborem do magazynowania energii, muszą poprawić swoją wydajność techniczną. Naukowcy ciężko pracują, aby te akumulatory były bardziej stabilne i przystępne, podczas gdy firmy są zajęte ustanawianiem solidnego łańcucha dostaw dla niezbędnych materiałów.
