Leistung und Vorteile von Natrium-Ionen-Batterien

Leistung und Vorteile von Natrium-Ionen-Batterien

Als neuartige Energiespeichertechnologie Natrium-Ionen-Batterien haben in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit in Wissenschaft und Industrie erhalten. Einschlägige Wissenschaftler haben bei der Erforschung von Natriumionenbatterien bemerkenswerte Ergebnisse erzielt, insbesondere beim Vorschlag und der experimentellen Überprüfung von Methoden zur Vorhersage der Konfiguration von Schichtoxiden, die theoretische Leitlinien für den Entwurf und die Herstellung kostengünstiger, leistungsstarker positiver Schichtoxidelektroden liefern Materialien für Natrium-Ionen-Batterien. Darüber hinaus gelten Natrium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer Vorteile wie Ressourcenreichtum und geringe Kosten als leistungsstarke Ergänzung zu Lithium-Ionen-Batterien und spielen eine wichtige Rolle in der neuen Runde der Energiewende.

Natriumionenbatterien sind Sekundärbatterien (wiederaufladbare Batterien), deren Funktion hauptsächlich auf der Bewegung von Natriumionen zwischen der positiven und negativen Elektrode beruht, ähnlich dem Funktionsprinzip von Lithiumionenbatterien. Das Elektrodenmaterial von Natriumionenbatterien ist hauptsächlich Natriumsalz, das über größere Reserven und niedrigere Preise verfügt als Lithiumsalz.

Vorteile von Natrium-Ionen-Batterien
Die Hauptvorteile von Natrium-Ionen-Batterien gegenüber Lithium-Ionen-Batterien sind folgende:
Niedrigere Kosten: Die Rohstoffkosten von Natrium-Ionen-Batterien sind niedriger, da Natrium ein billiges Metall ist, während Lithium teurer als Natrium ist. Daher sind die Herstellungskosten von Natrium-Ionen-Batterien relativ niedrig.
Längere Lebensdauer: Natriumionenbatterien haben eine längere Lebensdauer als Lithiumionenbatterien, da Natriumionen einen größeren Ionenradius haben und langsamer in Materialien diffundieren als Lithiumionen, was zu weniger Ermüdungsschäden an Elektrodenmaterialien führt.
Relativ gute Sicherheit: Erstens haben Natrium-Ionen-Batterien eine höhere Selbstentzündungstemperatur, was bedeutet, dass es bei ihnen im Falle einer Überladung oder eines Kurzschlusses weniger zu Sicherheitsunfällen kommt. Zweitens funktionieren Natrium-Ionen-Batterien auch unter extremen Bedingungen gut, etwa beim Extrusionsdurchstoßtest, wo Natrium-Ionen-Batterien eine gute Sicherheitsleistung aufweisen. Darüber hinaus weisen Natriumionenbatterien eine hohe thermische Stabilität auf und können auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen eine stabile Leistung aufrechterhalten. Obwohl Natrium-Ionen-Batterien in einigen Aspekten eine gute Sicherheitsleistung gezeigt haben, müssen noch eine Reihe von Maßnahmen ergriffen werden, um ihre Sicherheit in der praktischen Anwendung zu gewährleisten. So können beispielsweise Design und Prozess der Batterie optimiert werden, um die Sicherheit der Batterie während des Einsatzes zu gewährleisten.
Umweltfreundlich: Natrium-Ionen-Batterien verbrauchen mehr Ressourcen und bieten daher im Hinblick auf den Umweltschutz mehr Vorteile als Lithium-Batterien. Da die meisten chemischen Komponenten, die in Natriumbatterien verwendet werden, ungiftig und erneuerbar sind, belasten die erzeugten Abfälle gleichzeitig die Umwelt weniger.
Gute Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen: Natriumionenbatterien funktionieren in Umgebungen mit hohen und niedrigen Temperaturen relativ gut. In Umgebungen mit hohen Temperaturen kann die Betriebstemperatur von Natrium-Ionen-Batterien über 250 °C erreichen. In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen können Natrium-Ionen-Batterien zwischen -40 °C und 80 °C normal funktionieren und weisen gute Eigenschaften bei weitem Temperaturbereich auf. Insbesondere bei -20 °C beträgt die Kapazitätserhaltungsrate von Natrium-Ionen-Batterien bis zu 90 %, während Lithium-Eisenphosphat-Batterien und Blei-Säure-Batterien nur 70 % bzw. 48 % erreichen können. Aufgrund dieser Eigenschaften verfügen Natriumionenbatterien über eine gute Stabilität und Zuverlässigkeit unter extremen klimatischen Bedingungen, was für Geräte, die in Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen arbeiten müssen, sehr wichtig ist.