Dünya yeni enerji kaynaklarına geçtikçe, sodyum iyon ve lityum iyon piller arasındaki rekabet yoğunlaşıyor. Şu anda, lityum iyon piller pazara öncülük ediyor, ancak sodyum iyon pilleri bazı çekici avantajlar nedeniyle dikkat çekiyor. Her bir benzersiz, artılarını ve eksilerini ve gelecekteki potansiyel yönlerini ne yaptığını keşfedelim.
Sodyum-iyon piller nelerdir?
Sodyum iyon pil (SIB), şarj taşıyıcıları olarak sodyum iyonları (Na⁺) kullanan şarj edilmiş bir pildir. Sodyum içeren bir katot, bir anot ve bir sıvı elektrolit içerir. Şarj sırasında, sodyum iyonları ekstrakte edilir ve anot içine sokulurken, boşaltma tersine gerçekleşir.
NAMNO2, NA3V2 (PO4) 2F3 ve Na2Fefe (CN) 6 dahil olmak üzere çeşitli sodyum iyon pil tipleri vardır.
Namno₂ (katmanlı oksit)
- Çalışma Voltajı: 3.2 V; Operasyonel Aralık: -40 ° C ila 80 ° C.
- Bisiklet ömrü: Yapısal optimizasyonlu laboratuvar prototiplerinde 4.500'e kadar döngü (örn. Bor doping).
- Zorluklar: Mn³⁺ faz geçişleri nedeniyle hızlı kapasite bozulması (20 döngü); Modifiye varyantlar stabiliteyi artırır.
Na₃v₂ (sonra) ₂f₃ (nvpf, nasicon tipi)
- Enerji yoğunluğu: 1C hızında 75 WH/kg; 3.7 V ve 4.2 V'de yüksek voltaj platoları.
- Döngü stabilitesi: Karbon kaplamalar ve elektrolit katkı maddeleri (örn. FEC) nedeniyle tam hücreli konfigürasyonlarda 4.000'den fazla döngü.
- Uygulamalar: Termal esneklik ve uzun ömür nedeniyle ızgara depolama ve EV'ler için uygundur.
Na₂fefe (CN) ₆ (Prusya Beyaz)
- Performans: Sert karbon anotlarla eşleştirildiğinde 3.000 döngü ile 160 WH/kg enerji yoğunluğu elde eder; Kübik bir çerçevede hızlı na⁺ difüzyonundan yararlanır.
- Avantajlar: CATL tarafından ticarileştirilmiş düşük sıcaklık uyumluluğu (% 80 kapasite tutma ile -20 ° C) ve ölçeklenebilir sentez.
Lityum iyon piller nelerdir?
Lityum-iyon piller yıllar içinde önemli ölçüde gelişti, ilki 1970'lerde gelişti. Dört ana bileşenden oluşurlar: katot, anot, elektrolit ve ayırıcı.
Katot kapasite ve voltajı belirlerken, anot elektronları bir telden yönlendirir. . elektrolit Güvenli elektrik akışı için katot ve anot arasındaki lityum iyon hareketini sağlar. Yüksek iyonik iletkenlik malzemeleri, elektrolit tipine göre değişen bu hareketi kolaylaştırır.
Altı ana lityum pil türü vardır; Daha fazla bilgi bulunabilir Burada.
Sodyum iyon pili vs lityum-iyon pil
Sodyum iyon ve lityum iyon pilleri karşılaştırırken, bir karşılaştırma tablosu farklılıklarının net bir görünümünü sunar.
| Özellikler | Sodyum iyon pili | Lityum iyon pili |
| Malzeme Kullanılabilirliği | Bolluk | Sınırlı |
| Çevresel Etki | Çevre dostu | Daha az çevre dostu |
| Maliyet | Ucuz | Yüksek |
| Çalışma sıcaklığı aralığı | Daha yüksek | Yüksek |
| Yaşam döngüsü | Yüksek | Yüksek |
| Güç yoğunluğu | Düşük | Yüksek |
| Şarj süresi | Daha hızlı | Hızlı |
Sodyum-iyon pili için zorluklar
Sodyum-iyon pil üretimi, lityum iyon pillerin yerini almadan önce çeşitli zorluklarla karşı karşıyadır.
- Malzemeler için yerleşik bir tedarik zinciri yoktur ve az sayıda şirket dahildir ve daha yüksek maliyetlere yol açar.
- Teknoloji hala gelişiyor, tasarım esnekliğini sınırlıyor ve lityum pillere kıyasla daha düşük yoğunluk ve depolama kapasitesi ile sonuçlanıyor.
- Sodyum iyon pilleri, 6.000 döngü ticari lityum demir fosfat pillerinden önemli ölçüde daha düşük olan 5.000 döngüsel döngü ömrüne sahiptir.
Sodyum bazlı piller lityum iyon pillerin yerini alabilir mi?
Sodyum-iyon piller lityum-iyon olanlara harika bir alternatif olabilir, ancak gerçekten kalkmadan önce bazı engellerle karşılaşırlar.
Enerji depolama için gitmek için teknik performanslarını geliştirmeleri gerekir. Araştırmacılar bu pilleri daha kararlı ve uygun fiyatlı hale getirmek için çok çalışıyor, şirketler gerekli malzemeler için katı bir tedarik zinciri oluşturmakla meşgul.
