Fons

Litija jonu akumulatori ir plaši izmantoti kā atkārtoti uzlādējami akumulatori kopš 1990. gadiem to augstās atgriezeniskās jaudas un cikla stabilitātes dēļ. Ievērojami pieaugot litija cenai un pieaugot pieprasījumam pēc litija un citām litija jonu akumulatoru pamata sastāvdaļām, pieaugošais litija akumulatoru izejmateriālu deficīts liek mums izpētīt jaunas un lētākas elektroķīmiskās sistēmas, kuru pamatā ir jau esošie bagātīgie elementi. . Labākais risinājums ir lēti nātrija jonu akumulatori. Nātrija jonu akumulators gandrīz tika atklāts kopā ar litija jonu akumulatoru, taču tā lielā jonu rādiusa un zemās ietilpības dēļ cilvēki vairāk sliecas pētīt litija elektrību, un nātrija jonu akumulatora pētījumi gandrīz apstājās. Pēdējos gados strauji augot elektrisko transportlīdzekļu un enerģijas uzglabāšanas nozarei, nātrija jonu akumulators, kas tika piedāvāts vienlaikus ar litija jonu akumulatoru, atkal ir piesaistījis cilvēkus.'s uzmanību.

Litijs, nātrijs un kālijs ir visi sārmu metāli elementu periodiskajā tabulā. Tiem ir līdzīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības, un teorētiski tos var izmantot kā sekundāros akumulatoru materiālus. Nātrija resursi ir ļoti bagāti, plaši izplatīti Zemes garozā un viegli iegūstami. Kā litija aizstājējs nātrijam tiek pievērsta arvien lielāka uzmanība akumulatoru jomā. Akumulatorsražotājssmotokrossuzsākt nātrija jonu akumulatoru tehnoloģiju maršrutu.Vadošie atzinumi par jaunas enerģijas uzglabāšanas sistēmas attīstības paātrināšanu, Zinātnisko un tehnoloģisko inovāciju plāns enerģētikas jomā 14. piecgades plāna periodā, unIeviešanas plāns jaunas enerģijas krātuves attīstībai 14. piecgades plāna periodāNacionālās attīstības un reformu komisijas un Nacionālās enerģētikas administrācijas izdotajos dokumentos ir minēts izstrādāt jaunas paaudzes augstas veiktspējas enerģijas uzglabāšanas tehnoloģijas, piemēram, nātrija jonu baterijas. Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrija (MIIT) arī ir virzījusi jaunas baterijas, piemēram, nātrija jonu akumulatorus, kā balastu jaunās enerģētikas nozares attīstībai. Tiek izstrādāti arī nozares standarti nātrija jonu akumulatoriem. Paredzams, ka, nozarei palielinot ieguldījumus, tehnoloģijai kļūstot nobriedušam un rūpnieciskajai ķēdei pakāpeniski uzlabojoties, paredzams, ka nātrija jonu akumulators ar augstu izmaksu veiktspēju aizņems daļu litija jonu akumulatoru tirgus.

Nātrija jonu akumulators pret litija jonu akumulatoru

• Nātrija jonu akumulatora oglekļa negatīvajam elektrodam ir zemākas izmaksas un lielāka modifikācijas vieta nekā grafītam.
• Alumīnija foliju var izmantot kā strāvas savācēju nātrija jonu akumulatoru pozitīvajam un negatīvajam elektrodam. Litija jonu akumulatoriem ir zems negatīvais potenciāls, un tiem jāizmanto vara folija, kas nav korozija. No otras puses, nātrija jonu akumulatoriem ir augsts negatīvs potenciāls, tāpēc tie nav sakausēti ar nātriju. Alumīnija folijai ir mazāks svars un izmaksas nekā vara folijai.
• Elektrolītā Na šķīdība⁺ ir par aptuveni 30% zemāks nekā Li⁺. Izšķīdināšanas ātrums ir augsts, un lādiņa pārneses pretestība pie elektroda – elektrolīta saskarnes ir maza, kas nodrošina labāku elektroda dinamiku. Tāpēc nātrija jonu lādiņa izlādes ātrums ir augsts augstā temperatūrā un zemā temperatūrā, un zemas temperatūras veiktspēja ir lieliska, un to var ātri uzlādēt.
• Nātrija jonu akumulatoriem ir plašāka pozitīvo elektrodu materiālu izvēle. Gandrīz visus pārejas metālu elementus periodiskās tabulas pirmajā rindā var izmantot nātrija jonu baterijās. Tas ir saistīts ar lielo izmēru atšķirību starp Na⁺ (rādiuss 0,102nm) un pārejas metālu jonus (rādiuss 0,05-0,07nm), kas veicina to atdalīšanu.
• Nātrija jonu akumulatora iekšējā pretestība ir augstāka nekā litija jonu akumulatoram. Īssavienojuma gadījumā momentānais siltums ir mazāks, temperatūras paaugstināšanās ir lēnāka un termiskā izplūdes temperatūra ir augstāka nekā litija akumulatoram, tāpēc nātrija jonu akumulators ir drošāks.
• Lielais nātrija jonu rādiuss var izraisīt materiāla plīsumu, kad tas tiek noņemts no elektroda materiāla, tādējādi ietekmējot akumulatora vispārējo kinētisko veiktspēju un elektroda integritāti.
• Nātrijam ir daudz augstāks standarta elektrodu potenciāls (par 0,33 V lielāks nekā litijam), kā rezultātā ir zemāks enerģijas blīvums un ir grūti konkurēt ar litija jonu akumulatoriem enerģētikas sektorā.

Jaunākie pētījumu sasniegumi

Pēdējos gados pētījumos par nātrija jonu baterijām ir iekļauts moderns, kobaltu nesaturošs katoda materiāls nātrija jonu akumulatoriem, zemu izmaksu polianjonu sulfāts nātrija jonu akumulatoru pozitīvajam elektrodam, nano-pb savienojumi, ko izmanto nātrija pozitīvajā elektrodā. -jonu baterijas, fundamentālie pētījumi par organisko anodu materiāliem nātrija jonu akumulatoriem potenciālam komerciālam lietojumam, uz alvas bāzes izgatavotiem metālu oksīdiem un sulfīdiem, ko izmanto kā anoda materiālus nātrija jonu akumulatoriem, Uzlabotu oglekļa materiālu nanoinženierija nātrija jonu akumulatoros un uzlabota in situ raksturojuma pielietošana nātrija jonu akumulatoru izpētē. Kopumā tas joprojām ir pētniecības karstais punkts, lai iegūtu augstas veiktspējas pozitīvo un negatīvo elektrodu materiālus no modifikācijas līdzekļu optimizēšanas, sagatavošanas metožu uzlabošanas un nātrija uzglabāšanas mehānisma izpētes, lai uzlabotu nātrija jonu akumulatoru vispārējo konkurētspēju.