Status aplikasi bateri tenaga baharu dan analisis pembangunannya (IV)

Sodium Battery

pengenalan

Dengan perhatian yang semakin meningkat kepada isu tenaga di seluruh dunia, baru tenaga teknologi bateri secara beransur-ansur menjadi keutamaan utama penyelidikan saintifik dan pembangunan industri di pelbagai negara di bawah latar belakang peralihan tenaga dan pembangunan mampan. Daripada bateri litium-ion tradisional kepada sel bahan api hidrogen yang lebih berpandangan ke hadapan, bateri aliran cecair, dsb., jenis bateri yang berbeza telah menunjukkan pelbagai prospek aplikasi dalam bidang storan kuasa dan kenderaan elektrik. Walau bagaimanapun, terdapat juga banyak cabaran dan batasan, seperti ketumpatan tenaga, hayat kitaran dan kos. Untuk menggalakkan pembangunan sumber tenaga baharu dengan lebih baik, siri ini akan menilai secara menyeluruh kelebihan, kelemahan dan senario aplikasi bagi setiap jenis teknologi bateri baharu arus perdana, menyediakan rujukan dan panduan berharga untuk penyelidik, pengamal industri, menggalakkan inovasi berterusan dalam bidang ini, dan menyumbang kepada pembangunan mampan tenaga global.

Rencana utama

Bateri natrium-ion berfungsi pada prinsip yang sama dengan bateri litium-ion, di mana pemindahan cas direalisasikan melalui penyahmasukan dan pembenaman ion natrium. Terdapat dua jenis utama bateri natrium-ion: bateri pek fleksibel dan bateri butang. Bateri pek lembut dicirikan oleh pemuatan tinggi bahan positif dan negatif dan bahan enkapsulasi untuk filem aluminium-plastik, yang biasa digunakan dalam syarikat dan produk korporat; bateri butang kini digunakan di makmal dan institut penyelidikan.

Arah pembangunan masa depan bateri natrium-ion berkaitan secara langsung dengan ciri-cirinya. Dari segi ketumpatan tenaga, ketumpatan tenaga sel bateri natrium-ion biasanya 105-150 Wh/kg, manakala ketumpatan tenaga sel bateri lithium-ion biasanya dalam 120-180wj/kg, untuk kandungan Ni yang lebih tinggi dalam sistem ternary lebih daripada 230wj/kg. Jelas sekali bateri natrium-ion tidak sebaik bateri litium terner, tetapi untuk bateri fosfat besi litium 120-200wj/kg dan bateri asid plumbum 35-45wh/kg.

Dari segi julat suhu operasi dan keselamatan. Bateri natrium-ion mempunyai julat suhu operasi yang besar, biasanya -40 ℃ - 65 ℃. Manakala julat operasi bateri litium-ion ternary biasanya -20 ℃ ~ 60 ℃. Prestasi bateri litium-ion berkurangan selepas jatuh di bawah 0 ℃. Sebaliknya, kadar pengekalan SOC bateri natrium-ion adalah melebihi 80% pada -20 ℃. Dari segi pelarian haba, bateri natrium-ion mempunyai rintangan dalaman yang lebih tinggi daripada bateri litium-ion, dan kurang berkemungkinan panas semasa litar pintas, sekali gus memberikan tahap keselamatan yang lebih tinggi.

Dari segi prestasi pendaraban, sprestasi pengganda pengecasan dan nyahcas bateri odium-ion, dan ion natrium dalam elektrod positif dan negatif, elektrolit, serta antara muka antara mereka pada keupayaan penghijrahan adalah berkaitan secara langsung dengan semua faktor yang mempengaruhi kadar penghijrahan ion natrium (ini mempengaruhi faktor juga boleh disamakan dengan rintangan dalaman bateri), akan menjejaskan prestasi pengganda pengecasan dan nyahcas bateri natrium-ion. Di samping itu, kadar pelesapan haba dalaman bateri juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi prestasi pendaraban. Jika kadar pelesapan haba adalah perlahan, haba terkumpul semasa pengecasan dan nyahcas darab besar tidak boleh dipindahkan keluar, yang akan menjejaskan keselamatan dan hayat bateri natrium-ion secara serius. Struktur kristal bahan katod natrium-ion mempunyai prestasi pendaraban yang baik dan boleh bertindak balas dengan baik terhadap storan tenaga dan bekalan kuasa skala. Dari segi kelajuan pengecasan, bateri natrium-ion boleh dicas sepenuhnya dalam hanya 10 minit, berbanding dengan sekurang-kurangnya 40 minit untuk bateri litium ternary dan 45 minit untuk litium besi fosfat.

Dari segi prestasi teknikal, kelemahan bateri natrium-ion terutamanya ditunjukkan dalam ketumpatan tenaga dan hayat kitaran. Untuk eketumpatan nergy, bateri natrium-ion dalam 100-150 Wh/kg, bateri litium-ion dalam 120-180 Wh/kg; untuk hayat kitaran, bateri natrium-ion 2000 kali, bateri litium-ion 2500 ~ 3000 kali. Dalam rantaian industri, bagi syarikat kereta, dengan kemajuan bahan bateri natrium-ion, ia akan digunakan secara lebih meluas dalam jangka pendek dalam pasaran elektrik tulen peringkat permulaan dengan a julat yang lebih pendek. Kelebihan suhu rendah dan kos yang sangat baik boleh membantu syarikat kereta meningkatkan keuntungan kasar dan meresap ke pasaran yang lebih luas. Sementara itu, di bawah trend kesan skala, kesan pengurangan kos ion natriums diketengahkan lagi, dan kadar penembusannya dalam pasaran simpanan tenaga juga akan meningkat.