Status der Anwendung neuer Energiebatterien und Analyse ihrer Entwicklung (IV)

SOdium BBatterie

Einführung

Mit der zunehmenden Aufmerksamkeit für Energiefragen weltweit, neu Energie Batterietechnologien sind vor dem Hintergrund der Energiewende und der nachhaltigen Entwicklung in verschiedenen Ländern nach und nach zur obersten Priorität der wissenschaftlichen Forschung und industriellen Entwicklung geworden. Von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien bis hin zu zukunftsweisenden Wasserstoff-Brennstoffzellen, Flüssigstrombatterien usw. haben verschiedene Batterietypen ein breites Spektrum an Anwendungsaussichten in den Bereichen Stromspeicherung und Elektrofahrzeuge gezeigt. Jedoch, es gibt auch viele Herausforderungen und Einschränkungen wie Energiedichte, Lebensdauer und Kosten. Um die Entwicklung neuer Energiequellen besser voranzutreiben, werden in dieser Reihe die Vor- und Nachteile und Anwendungsszenarien jeder Art der gängigen neuen Batterietechnologie umfassend bewertet, wertvolle Referenzen und Leitlinien für Forscher und Industriepraktiker bereitgestellt und kontinuierliche Innovationen in diesem Bereich gefördert. und zur nachhaltigen Entwicklung der globalen Energie beitragen.

Hauptartikel

Natriumionenbatterien funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie Lithiumionenbatterien, bei denen die Ladungsübertragung durch den Austritt und die Einbettung von Natriumionen erfolgt. Es gibt zwei Haupttypen von Natrium-Ionen-Batterien: flexible Packbatterien und Knopfbatterien. Softpack-Batterien zeichnen sich durch eine hohe Beladung mit positiven und negativen Materialien sowie Einkapselungsmaterialien für Aluminium-Kunststoff-Folien aus, die häufig in Unternehmen und Unternehmensprodukten verwendet werden. Knopfbatterien werden derzeit in Laboren und Forschungsinstituten eingesetzt.

Die zukünftige Entwicklungsrichtung der Natrium-Ionen-Batterie hängt direkt von ihren Eigenschaften ab. In Bezug auf die Energiedichte beträgt die Energiedichte von Natrium-Ionen-Batteriezellen normalerweise 105–150 Wh/kg, während die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batteriezellen im Allgemeinen bei 120–180 Wh/kg liegt, für den höheren Ni-Gehalt des ternären Systems mehr als 230 Wh/kg. Offensichtlich sind Natrium-Ionen-Batterien nicht so gut wie die ternären Lithium-Batterien, aber für Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind es 120–200 Wh/kg und für Blei-Säure-Batterien 35–45 Wh/kg.

In Bezug auf Betriebstemperaturbereich und Sicherheit. Natriumionenbatterien haben einen großen Betriebstemperaturbereich, normalerweise -40℃ – 65℃. Während der Betriebsbereich der ternären Lithium-Ionen-Batterie normalerweise -20 ℃ bis 60 ℃ beträgt. Die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien nimmt ab, wenn sie unter 0 °C fallen. Im Gegensatz dazu liegt die SOC-Retentionsrate von Natrium-Ionen-Batterien bei -20 °C über 80 %. Im Hinblick auf das thermische Durchgehen haben Natrium-Ionen-Batterien einen höheren Innenwiderstand als Lithium-Ionen-Batterien und neigen weniger dazu, sich bei einem Kurzschluss zu erhitzen, was ein höheres Maß an Sicherheit bietet.

In Bezug auf die Multiplikationsleistung, SDie Lade- und Entladeleistung von Natriumionenbatterien vervielfacht sich, und die Migrationsfähigkeit der Natriumionen in den positiven und negativen Elektroden, dem Elektrolyten und der Grenzfläche zwischen ihnen steht in direktem Zusammenhang mit allen Faktoren, die die Migrationsrate von Natriumionen beeinflussen (diese beeinflussen). Faktoren können auch mit dem Innenwiderstand der Batterie gleichgesetzt werden) beeinflussen die Lade- und Entladeleistung von Natrium-Ionen-Batterien. Darüber hinaus ist auch die interne Wärmeableitungsrate der Batterie ein wichtiger Faktor, der die Multiplikationsleistung beeinflusst. Wenn die Wärmeableitungsrate langsam ist, kann die beim Laden und Entladen mit großer Multiplikation angesammelte Wärme nicht nach außen abgeleitet werden, was die Sicherheit und Lebensdauer der Natrium-Ionen-Batterie erheblich beeinträchtigt. Die Kristallstruktur des Natriumionen-Kathodenmaterials verfügt über eine gute Multiplikationsleistung und kann gut auf Energiespeicherung und Skalierungsstromversorgung reagieren. Was die Ladegeschwindigkeit betrifft, können Natrium-Ionen-Batterien in nur 10 Minuten vollständig aufgeladen werden, verglichen mit mindestens 40 Minuten bei ternären Lithiumbatterien und 45 Minuten bei Lithiumeisenphosphat.

Hinsichtlich der technischen Leistung spiegeln sich die Defizite von Natrium-Ionen-Batterien vor allem in der Energiedichte und der Zyklenlebensdauer wider. Für z.BEnergiedichte, Natrium-Ionen-Batterien im Bereich von 100–150 Wh/kg, Lithium-Ionen-Batterien im Bereich von 120–180 Wh/kg; für Lebensdauer, Natrium-Ionen-Batterien 2000 Mal, Lithium-Ionen-Batterien 2500 ~ 3000 Mal. In der Industriekette wird es für Automobilunternehmen mit der Weiterentwicklung von Natrium-Ionen-Batteriematerialien kurzfristig auf dem Einstiegsmarkt für reine Elektrofahrzeuge häufiger eingesetzt a kürzere Reichweite. Seine hervorragenden Vorteile bei niedrigen Temperaturen und Kosten können Automobilunternehmen dabei helfen, ihren Bruttogewinn zu steigern und in einen breiteren Markt vorzudringen. Unterdessen ist unter dem Trend des Skaleneffekts der Kostensenkungseffekt von Natriumionen zu erkennens wird weiter hervorgehoben, und seine Durchdringungsrate im Energiespeichermarkt wird ebenfalls zunehmen.