Что такое натриевая батарея?

Натрий-ионная батарея (натрий-ионная батарея) представляет собой вторичную батарею (перезаряжаемую батарею), в работе которой в основном используются ионы натрия, которые перемещаются между положительными и отрицательными электродами, аналогично принципу работы литий-ионных батарей. Одна из десяти лучших новых технологий в области химии в 2022 году.

Принцип работы

Во время процесса зарядки и разрядки Na plus внедряется и отделяется между двумя электродами: при зарядке Na plus деинтеркалируется с положительного электрода и внедряется в отрицательный электрод через электролит; При разрядке ситуация обратная.

Новый натрий-ионный аккумулятор 18650 накапливает и выдает электроэнергию с помощью переноса ионов натрия вместо литий-ионного.

Технические преимущества

Исследователи позиционировали этот конкретный материал как коммерческую тайну, а со-исследователь LITEN Лоик Симонин отмечает: «Его плотность энергии сравнима с плотностью энергии литий-ионных батарей, таких как литий-железо-фосфат».

Материалом электродов, используемым в натрий-ионных батареях, в основном является соль натрия, которая более распространена и дешевле, чем соль лития. Поскольку ионы натрия крупнее ионов лития, натрий-ионные батареи являются экономически эффективной альтернативой, когда требования к весу и плотности энергии не высоки.

По сравнению с литий-ионными аккумуляторами натрий-ионные имеют следующие преимущества:

(1) обильные запасы сырья натриевой соли, низкая цена и использование катодных материалов на основе железа, марганца и никеля по сравнению с тройными катодными материалами для литий-ионных батарей, стоимость сырья снижается вдвое;

(2) Из-за характеристик натриевой соли допускается использовать электролит низкой концентрации (электролит той же концентрации, проводимость натриевой соли примерно на 20 процентов выше, чем у литиевого электролита) для снижения затрат;

(3) Ионы натрия не образуют сплавов с алюминием, а отрицательный электрод может использовать алюминиевую фольгу в качестве токосъемника, что может дополнительно снизить затраты примерно на 8 процентов и вес примерно на 10 процентов;

(4) Поскольку натрий-ионные батареи не имеют характеристик переразряда, натрий-ионные батареи могут разряжаться до нуля вольт. Плотность энергии натрий-ионных батарей превышает 100 Втч/кг, что сопоставимо с литий-железо-фосфатными батареями, но их экономическое преимущество очевидно, и ожидается, что они заменят традиционные свинцово-кислотные батареи в крупномасштабных хранилищах энергии.