Примене и предности натријум јонске батерије

Увод

У свету складиштења енергије који се брзо развија, натријум-јонске батерије су популарне као обећавајућа алтернатива традиционалним литијум-јонским и оловно-киселим батеријама. Са најновијим достигнућима у технологији и растућом потражњом за одрживим решењима, натријум-јонска батерија доноси јединствен скуп предности на сто. Истичу се својим одличним перформансама на екстремним температурама, импресивним могућностима брзине и високим безбедносним стандардима. Овај чланак се бави узбудљивим применама натријум-јонских батерија и истражује како оне могу заменити оловно-киселинске батерије и делимично заменити литијум-јонске батерије у одређеним сценаријима — а све то нудећи исплативо решење.

Камада Поверје аКинески произвођачи натријум-јонских батерија, нудећиНатријум јонска батерија на продајуи12В 100Ах натријум-јонска батерија, 12В 200Ах натријум-јонска батерија, подршкаприлагођена нано батеријанапон (12В, 24В, 48В), капацитет (50Ах,100Ах,200Ах,300Ах), функција, изглед и тако даље.

1.1 Вишеструке предности натријум-јонске батерије

Када се наслањају на литијум гвожђе фосфат (ЛФП) и тернарне литијумске батерије, натријум-јонска батерија показује мешавину снага и области које треба побољшати. Како се ове батерије крећу у масовну производњу, очекује се да ће заблистати уз повољне трошкове због сировина, супериорног задржавања капацитета на екстремним температурама и изузетних перформанси. Међутим, они тренутно имају нижу густину енергије и краћи животни век, што су области које још увек треба да се усавршавају. Упркос овим изазовима, натријум-јонске батерије надмашују оловно-киселинске батерије у сваком погледу и спремне су да их замене како се производња повећава и трошкови смањују.

Поређење перформанси натријум-јонских, литијум-јонских и оловно-киселинских батерија

1.1.1 Супериорно задржавање капацитета натријум-јонске батерије на екстремним температурама

Натријум-јонске батерије су шампиони када је у питању руковање екстремним температурама, ефикасно раде између -40°Ц и 80°Ц. Они се испуштају са преко 100% свог називног капацитета на високим температурама (55°Ц и 80°Ц) и још увек задржавају више од 70% свог називног капацитета на -40°Ц. Такође подржавају пуњење на -20°Ц са скоро 100% ефикасношћу.

У погледу перформанси на ниским температурама, натријум-јонска батерија надмашује и ЛФП и оловно-киселинске батерије. На -20°Ц, натријум-јонске батерије задржавају око 90% свог капацитета, док ЛФП батерије падају на 70%, а оловно-киселинске батерије на само 48%.

Криве пражњења натријум-јонске батерије (лево), ЛФП батерија (у средини) и оловно-киселинских батерија (десно) на различитим температурама

1.1.2 Изузетне перформансе натријум-јонске батерије

Јони натријума, захваљујући мањем Стоксовом пречнику и нижој енергији солватације у поларним растварачима, имају већу проводљивост електролита у поређењу са литијум јонима. Стоксов пречник је мера величине сфере у течности која се таложи истом брзином као и честица; мањи пречник омогућава брже кретање јона. Нижа енергија солватације значи да јони натријума могу лакше да одбаце молекуле растварача на површини електроде, побољшавајући дифузију јона и убрзавајући кинетику јона у електролиту.

Поређење величина растворених јона и енергија солватације (КЈ/мол) натријума и литијума у ​​различитим растварачима

Ова висока проводљивост електролита резултира импресивним перформансама брзине. Натријум-јонска батерија може да се напуни до 90% за само 12 минута—брже од литијум-јонских и оловно-киселинских батерија.

Поређење перформанси брзог пуњења

1.1.3 Супериорне безбедносне перформансе натријум-јонске батерије у екстремним условима

Литијум-јонске батерије могу бити склоне термичком квару у различитим условима злоупотребе, као што су механичко злостављање (нпр. гњечење, бушење), злоупотреба електричне енергије (нпр. кратки спојеви, прекомерно пуњење, прекомерно пражњење) и термална злоупотреба (нпр. прегревање) . Ако унутрашња температура достигне критичну тачку, то може изазвати опасне споредне реакције и изазвати прекомерну топлоту, што доводи до топлотног бекства.

Натријум-јонска батерија, с друге стране, није показала исте проблеме са топлотним бежањем у безбедносним тестовима. Прошли су процене за прекомерно пуњење/пражњење, спољне кратке спојеве, старење при високим температурама и тестове злоупотребе као што су гњечење, бушење и излагање ватри без ризика повезаних са литијум-јонским батеријама.

2.2 Исплатива решења за различите апликације, ширење тржишног потенцијала

Натријум-јонске батерије блистају у смислу исплативости у различитим применама. Они надмашују оловне батерије у неколико области, што их чини атрактивном заменом на тржиштима као што су системи мале енергије за двоточкаше, системи старт-стоп аутомобила и телекомуникационе базне станице. Уз побољшање перформанси циклуса и смањење трошкова кроз масовну производњу, натријум-јонска батерија би такође могла делимично да замени ЛФП батерије у електричним возилима класе А00 и сценаријима складиштења енергије.

Примене натријум-јонске батерије

• Системи мале снаге за двоточкаше:Натријум-јонска батерија нуди бољу цену животног циклуса и густину енергије у поређењу са оловно-киселинским батеријама.
• Аутомобилски Старт-Стоп системи:Њихове одличне перформансе на високим и ниским температурама, заједно са супериорним животним циклусом, добро се уклапају са захтевима за покретање и заустављање аутомобила.
• Телеком базне станице:Висока сигурност и толеранција прекомерног пражњења чине натријум-јонску батерију идеалном за одржавање струје током нестанка.
• Складиштење енергије:Натријум-јонске батерије су погодне за апликације за складиштење енергије због своје високе сигурности, одличних температурних перформанси и дугог века трајања.
• Електрична возила класе А00:Они пружају исплативо и стабилно решење, задовољавајући потребе за густином енергије за ова возила.

2.2.1 Електрична возила класе А00: решавање питања флуктуација цена ЛФП-а због трошкова сировина

Електрична возила класе А00, позната и као микроаутомобили, дизајнирана су да буду исплатива са компактним величинама, што их чини савршеним за навигацију у саобраћају и проналажење паркинга у препуним местима.

За ова возила, трошкови батерије су значајан фактор. Већина аутомобила класе А00 има цене између 30.000 и 80.000 ЦНИ, циљајући тржиште осетљиво на цене. С обзиром на то да батерије чине значајан део трошкова возила, стабилне цене батерија су кључне за продају.

Ови микроаутомобили обично имају домет испод 250 км, а само мали проценат нуди до 400 км. Дакле, висока густина енергије није примарна брига.

Натријум-јонске батерије имају стабилне трошкове сировина, ослањајући се на натријум карбонат, који је у изобиљу и мање подложан флуктуацијама цена у поређењу са ЛФП батеријама. Њихова густина енергије је конкурентна за возила класе А00, што их чини исплативим избором.

2.2.2 Тржиште оловних батерија: натријум-јонска батерија има боље перформансе у свим сегментима, спремна за замену

Оловне батерије се првенствено користе у три примене: системи мале снаге за двоточкаше, системи старт-стоп за аутомобиле и резервне батерије телеком базних станица.

• Системи мале снаге за двоточкаше: Натријум-јонска батерија нуди супериорне перформансе, дужи век трајања и већу сигурност у поређењу са оловно-киселинским батеријама.

• Аутомобилски Старт-Стоп системи: Висока безбедност и перформансе брзог пуњења натријум-јонских батерија чине их идеалном заменом за оловне батерије у старт-стоп системима.
• Телеком базне станице: Натријум-јонска батерија обезбеђује боље перформансе у смислу издржљивости на високим и ниским температурама, економичности и дугорочне безбедности у поређењу са оловно-киселинским батеријама.

Натријум-јонске батерије надмашују оловне батерије у свим аспектима. Способност ефикасног рада на екстремним температурама, заједно са већом густином енергије и предностима у погледу трошкова, позиционира натријум-јонску батерију као одговарајућу замену за оловно-киселинске батерије. Очекује се да ће натријум-јонска батерија доминирати како технологија сазријева и расте исплативост.

Закључак

Како се потрага за иновативним решењима за складиштење енергије наставља,Натријум-јонска батеријаистичу се као разноврсна и исплатива опција. Њихова способност да добро раде у широком температурном опсегу, у комбинацији са импресивним могућностима брзине и побољшаним безбедносним карактеристикама, позиционира их као снажног кандидата на тржишту батерија. Било да напајају електрична возила класе А00, замењују оловне батерије у малим електроенергетским системима или подржавају телеком базне станице, натријум-јонска батерија нуди практично решење које гледа у будућност. Уз текући напредак и потенцијално смањење трошкова кроз масовну производњу, натријум-јонска технологија ће играти кључну улогу у обликовању будућности складиштења енергије