เมื่อโลกเปลี่ยนไปสู่แหล่งพลังงานใหม่การแข่งขันระหว่างแบตเตอรี่โซเดียมไอออนและลิเธียมไอออนกำลังทวีความรุนแรงมากขึ้น ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นผู้นำในตลาด แต่แบตเตอรี่โซเดียมไอออนกำลังได้รับความสนใจเนื่องจากข้อได้เปรียบที่น่าดึงดูด มาสำรวจสิ่งที่ทำให้แต่ละคนมีเอกลักษณ์ข้อดีและข้อเสียของพวกเขาและทิศทางในอนาคตที่มีศักยภาพของพวกเขา
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนคืออะไร?
แบตเตอรี่โซเดียมไอออน (SIB) เป็นแบตเตอรี่ที่ชาร์จใหม่โดยใช้โซเดียมไอออน (NA⁺) เป็นตัวพาประจุ ประกอบด้วยแคโทดโซเดียมที่มีแอโนดและอิเล็กโทรไลต์ของเหลว ในระหว่างการชาร์จโซเดียมไอออนจะถูกสกัดและแทรกเข้าไปในขั้วบวกในขณะที่การปลดปล่อยจะเกิดขึ้นย้อนกลับ
มีแบตเตอรี่โซเดียมไอออนหลายประเภทรวมถึง NAMNO2, NA3V2 (PO4) 2F3 และ NA2FEFE (CN) 6
namno₂ (ออกไซด์เลเยอร์)
- แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้: 3.2 V; ช่วงการดำเนินงาน: -40 ° C ถึง 80 ° C
- Cycle Life: สูงสุด 4,500 รอบในต้นแบบห้องปฏิบัติการพร้อมการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้าง (เช่นการเติมโบรอน)
- ความท้าทาย: การสลายตัวของกำลังการผลิตอย่างรวดเร็ว (20 รอบ) เนื่องจากการเปลี่ยนเฟสMn³⁺; ตัวแปรที่ปรับเปลี่ยนช่วยเพิ่มความเสถียร
na₃v₂ (หลังจาก) ₂f₃ (nvpf, nasicon-type)
- ความหนาแน่นของพลังงาน: 75 wh/kg ที่อัตรา 1c; ที่ราบสูงแรงดันสูงที่ 3.7 V และ 4.2 V.
- ความเสถียรของวงจร: มากกว่า 4,000 รอบในการกำหนดค่าเต็มเซลล์เนื่องจากการเคลือบคาร์บอนและสารเติมแต่งอิเล็กโทรไลต์ (เช่น FEC)
- การใช้งาน: เหมาะสำหรับการจัดเก็บกริดและ EV เนื่องจากความยืดหยุ่นทางความร้อนและอายุการใช้งานที่ยาวนาน
Na₂fefe (CN) ₆ (ปรัสเซียนสีขาว)
- ประสิทธิภาพ: บรรลุความหนาแน่นพลังงาน 160 wh/kg ด้วย 3,000 รอบเมื่อจับคู่กับขั้วบวกคาร์บอนแข็ง; ประโยชน์จากการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของNa⁺ในกรอบลูกบาศก์
- ข้อดี: ความเข้ากันได้อุณหภูมิต่ำ (-20 ° C พร้อมการเก็บรักษากำลังการผลิต 80%) และการสังเคราะห์ที่ปรับขนาดได้ในเชิงพาณิชย์โดย CATL
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคืออะไร?
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญในช่วงหลายปีที่ผ่านมาโดยมีการพัฒนาครั้งแรกในปี 1970 พวกเขาประกอบด้วยสี่องค์ประกอบหลัก: แคโทดขั้วบวกอิเล็กโทรไลต์และตัวคั่น
แคโทดกำหนดความสามารถและแรงดันไฟฟ้าในขณะที่ขั้วบวกจะนำอิเล็กตรอนผ่านสายไฟ ที่ อิเล็กโทรไลต์ ช่วยให้การเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนระหว่างแคโทดและขั้วบวกสำหรับการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ปลอดภัย วัสดุการนำไฟฟ้าไอออนิกสูงช่วยให้การเคลื่อนไหวนี้แตกต่างกันไปตามประเภทอิเล็กโทรไลต์
แบตเตอรี่ลิเธียมมีหกชนิดหลัก ข้อมูลเพิ่มเติมสามารถพบได้ ที่นี่-
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
เมื่อเปรียบเทียบแบตเตอรี่โซเดียมไอออนและลิเธียมไอออนตารางเปรียบเทียบจะมีมุมมองที่ชัดเจนเกี่ยวกับความแตกต่างของพวกเขา
| คุณสมบัติ | แบตเตอรี่โซเดียมไอออน | แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน |
| ความพร้อมใช้งานของวัสดุ | มากมาย | ถูก จำกัด |
| ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม | เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม | เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมน้อยลง |
| ค่าใช้จ่าย | ราคาถูก | สูง |
| ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน | สูงกว่า | สูง |
| วงจรชีวิต | สูง | สูง |
| ความหนาแน่นของพลังงาน | ต่ำ | สูง |
| เวลาคิดค่าใช้จ่าย | เร็วขึ้น | เร็ว |
ความท้าทายสำหรับแบตเตอรี่โซเดียมไอออน
การผลิตแบตเตอรี่โซเดียมไอออนเผชิญกับความท้าทายหลายประการก่อนที่จะสามารถแทนที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
- ไม่มีห่วงโซ่อุปทานที่จัดตั้งขึ้นสำหรับวัสดุและมีเพียงไม่กี่ บริษัท ที่เกี่ยวข้องนำไปสู่ต้นทุนที่สูงขึ้น
- เทคโนโลยียังคงพัฒนาอยู่จำกัดความยืดหยุ่นในการออกแบบและส่งผลให้ความหนาแน่นต่ำและความสามารถในการจัดเก็บลดลงเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม
- แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีอายุการใช้งานรอบ 5,000 รอบต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟตลิเธียมฟอสเฟตเชิงพาณิชย์ 6,000 รอบ
แบตเตอรี่ที่ใช้โซเดียมสามารถแทนที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้หรือไม่?
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนอาจเป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับลิเธียมไอออน แต่พวกเขาต้องเผชิญกับอุปสรรคบางอย่างก่อนที่พวกเขาจะสามารถถอดออกได้อย่างแท้จริง
ในการเป็นตัวเลือกสำหรับการจัดเก็บพลังงานพวกเขาจำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพทางเทคนิคของพวกเขา นักวิจัยกำลังทำงานอย่างหนักเพื่อให้แบตเตอรี่เหล่านี้มีเสถียรภาพและราคาไม่แพงมากขึ้นในขณะที่ บริษัท กำลังยุ่งอยู่กับการสร้างห่วงโซ่อุปทานที่มั่นคงสำหรับวัสดุที่จำเป็น
