Прымяненне і перавагі іённа-натрыевых акумулятараў

Уводзіны

У свеце назапашвання энергіі, які імкліва развіваецца, натрыева-іённыя акумулятары робяць фурор як перспектыўная альтэрнатыва традыцыйным літый-іённым і свінцова-кіслотным акумулятарам. З апошнімі дасягненнямі ў галіне тэхналогій і ростам попыту на ўстойлівыя рашэнні іённа-натрыевы акумулятар забяспечвае унікальны набор пераваг. Яны вылучаюцца выдатнай прадукцыйнасцю пры экстрэмальных тэмпературах, уражлівай хуткасцю і высокімі стандартамі бяспекі. У гэтым артыкуле разглядаюцца цікавыя магчымасці прымянення іённа-натрыевых батарэй і даследуецца, як яны могуць замяніць свінцова-кіслотныя батарэі і часткова замяніць літый-іённыя батарэі ў пэўных сцэнарыях, і пры гэтым прапануецца эканамічна эфектыўнае рашэнне.

Сіла Камадаз'яўляецца аКітайскія вытворцы іённа-натрыевых акумулятараў, прапаноўваючыПрадаецца іённа-натрыевая батарэяіІённа-натрыевы акумулятар 12 В 100 Аг, Іённа-натрыевы акумулятар 12 В 200 Аг, падтрымкаіндывідуальны акумулятар Nanoнапружанне (12V,24V,48V), ёмістасць (50Ah,100Ah,200Ah,300Ah), функцыя, знешні выгляд і гэтак далей.

1.1 Шматлікія перавагі натрыева-іённага акумулятара

У параўнанні з літый-жалеза-фасфатнымі (LFP) і трохкомпонентнымі літыевымі батарэямі натрыева-іённыя батарэі дэманструюць сумесь моцных бакоў і абласцей, якія патрабуюць паляпшэння. Чакаецца, што па меры таго, як гэтыя батарэі паступяць у масавую вытворчасць, яны будуць бліскаць эканамічнай выгадай дзякуючы сыравіне, выдатнаму захаванню ёмістасці пры экстрэмальных тэмпературах і выключнай хуткасці. Аднак у цяперашні час яны маюць меншую шчыльнасць энергіі і карацейшы жыццёвы цыкл, якія ўсё яшчэ патрабуюць дапрацоўкі. Нягледзячы на ​​гэтыя праблемы, іённа-натрыевыя акумулятары апярэджваюць свінцова-кіслотныя ва ўсіх адносінах і гатовы замяніць іх па меры павелічэння вытворчасці і зніжэння выдаткаў.

Параўнанне прадукцыйнасці натрыева-іённых, літый-іённых і свінцова-кіслотных акумулятараў

1.1.1 Найвышэйшае захаванне ёмістасці натрыева-іённага акумулятара пры экстрэмальных тэмпературах

Натрыева-іённы акумулятар з'яўляецца чэмпіёнам, калі справа даходзіць да працы з экстрэмальнымі тэмпературамі, эфектыўна працуючы ад -40°C да 80°C. Яны разраджаюцца больш чым на 100% сваёй намінальнай ёмістасці пры высокіх тэмпературах (55°C і 80°C) і захоўваюць больш за 70% сваёй намінальнай ёмістасці пры -40°C. Яны таксама падтрымліваюць зарадку пры -20°C з амаль 100% эфектыўнасцю.

З пункту гледжання характарыстык пры нізкіх тэмпературах іённа-натрыевы акумулятар пераўзыходзіць як LFP, так і свінцова-кіслотныя акумулятары. Пры тэмпературы -20°C натрыева-іённы акумулятар захоўвае каля 90% сваёй ёмістасці, у той час як акумулятары LFP зніжаюцца да 70%, а свінцова-кіслотныя акумулятары - усяго да 48%.

Крывыя разраду натрыева-іённых акумулятараў (злева), акумулятараў LFP (пасярэдзіне) і свінцова-кіслотных акумулятараў (справа) пры розных тэмпературах

1.1.2 Выключная хуткасць працы іённа-натрыевага акумулятара

Іёны натрыю, дзякуючы меншаму дыяметру Стокса і меншай энергіі сольватацыі ў палярных растваральніках, маюць больш высокую праводнасць электраліта ў параўнанні з іёнамі літыя. Дыяметр Стокса - гэта мера памеру сферы ў вадкасці, якая асядае з той жа хуткасцю, што і часціца; меншы дыяметр забяспечвае больш хуткі рух іёнаў. Больш нізкая энергія сольватацыі азначае, што іёны натрыю могуць лягчэй аддзяляць малекулы растваральніка на паверхні электрода, узмацняючы дыфузію іёнаў і паскараючы кінэтыку іёнаў у электраліце.

Параўнанне памераў сольватаваных іёнаў і энергій сольватацыі (кДж/моль) натрыю і літыя ў розных растваральніках

Гэтая высокая праводнасць электраліта прыводзіць да ўражлівай хуткасці. Натрыева-іённы акумулятар можа зарадзіць да 90% усяго за 12 хвілін — хутчэй, чым літый-іённы і свінцова-кіслотны акумулятары.

Параўнанне прадукцыйнасці хуткай зарадкі

1.1.3 Найвышэйшыя паказчыкі бяспекі натрыева-іённага акумулятара ў экстрэмальных умовах

Літый-іённыя акумулятары могуць быць схільныя да цеплавога разгону ў розных умовах, такіх як механічнае ўздзеянне (напрыклад, раздушванне, праколванне), электрычнае ўздзеянне (напрыклад, кароткае замыканне, празмерная зарадка, празмерны разрад) і цеплавое ўздзеянне (напрыклад, перагрэў). . Калі ўнутраная тэмпература дасягае крытычнай адзнакі, гэта можа выклікаць небяспечныя пабочныя рэакцыі і выклікаць празмернае цяпло, што прывядзе да цеплавога ўцёку.

Іённа-натрыевая батарэя, з іншага боку, не паказала такіх жа праблем з цеплавымі ўцёкамі ў тэстах бяспекі. Яны прайшлі ацэнку на перазарад/разрад, вонкавае кароткае замыканне, высокатэмпературнае старэнне і выпрабаванні на злоўжыванні, такія як раздушванне, праколванне і агонь, без рызык, звязаных з літый-іённымі батарэямі.

2.2 Эканамічна эфектыўныя рашэнні для розных прыкладанняў, пашырэнне рынкавага патэнцыялу

Натрыева-іённы акумулятар ззяе з пункту гледжання эканамічнай эфектыўнасці ў розных сферах прымянення. Яны пераўзыходзяць свінцова-кіслотныя акумулятары ў некалькіх галінах, што робіць іх прывабнай заменай на такіх рынках, як невялікія энергетычныя сістэмы двухколавых аўтамабіляў, аўтамабільныя сістэмы старт-стоп і базавыя станцыі тэлекамунікацый. Дзякуючы паляпшэнню прадукцыйнасці цыклу і скарачэнню выдаткаў за кошт масавай вытворчасці, іённа-натрыевы акумулятар таксама можа часткова замяніць батарэі LFP у электрамабілях класа A00 і сцэнарыях захоўвання энергіі.

Прымяненне натрыева-іённага акумулятара

• Двухколавыя малыя энергасістэмы:Іённа-натрыевы акумулятар забяспечвае лепшы кошт жыццёвага цыкла і больш высокую шчыльнасць энергіі ў параўнанні са свінцова-кіслотнымі акумулятарамі.
• Аўтамабільныя сістэмы старт-стоп:Іх выдатныя характарыстыкі пры высокіх і нізкіх тэмпературах, а таксама выдатны тэрмін службы, добра адпавядаюць патрабаванням аўтамабільнага старт-стопу.
• Базавыя станцыі сувязі:Высокая бяспека і ўстойлівасць да празмернага разраду робяць натрыева-іённы акумулятар ідэальным для падтрымання энергіі падчас адключэння.
• Назапашванне энергіі:Іённа-натрыевы акумулятар добра падыходзіць для назапашвання энергіі дзякуючы сваёй высокай бяспецы, выдатным тэмпературным характарыстыкам і доўгаму тэрміну службы.
• Электрамабілі класа A00:Яны забяспечваюць эканамічна эфектыўнае і стабільнае рашэнне, якое задавальняе патрэбы гэтых транспартных сродкаў у шчыльнасці энергіі.

2.2.1 Электрамабілі класа A00: рашэнне праблемы ваганняў цэн LFP з-за кошту сыравіны

Электрамабілі класа A00, таксама вядомыя як мікрааўтамабілі, распрацаваны, каб быць эканамічна эфектыўнымі з кампактнымі памерамі, што робіць іх ідэальнымі для навігацыі ў дарожным руху і пошуку паркоўкі ў людных месцах.

Для гэтых аўтамабіляў кошт батарэі з'яўляецца істотным фактарам. Большасць аўтамабіляў класа A00 каштуюць ад 30 000 да 80 000 юаняў, што арыентавана на рынак, адчувальны да цэн. Улічваючы, што акумулятары складаюць значную частку кошту аўтамабіля, стабільныя цэны на акумулятары маюць вырашальнае значэнне для продажаў.

Гэтыя мікрааўтамабілі звычайна маюць запас ходу менш за 250 км, і толькі невялікі працэнт прапануе да 400 км. Такім чынам, высокая шчыльнасць энергіі не з'яўляецца асноўнай праблемай.

Іённа-натрыевы акумулятар мае стабільны кошт сыравіны, абапіраючыся на карбанат натрыю, які з'яўляецца вялікай колькасцю і менш схільны ваганням коштаў у параўнанні з батарэямі LFP. Іх шчыльнасць энергіі канкурэнтаздольная для аўтамабіляў класа A00, што робіць іх эканамічна эфектыўным выбарам.

2.2.2 Рынак свінцова-кіслотных акумулятараў: іённа-натрыевы акумулятар пераўзыходзіць усе магчымасці, гатовы да замены

Свінцова-кіслотныя акумулятары ў асноўным выкарыстоўваюцца ў трох сферах прымянення: невялікія энергасістэмы двухколавых аўтамабіляў, аўтамабільныя сістэмы старт-стоп і рэзервовыя акумулятары базавых станцый тэлекамунікацый.

• Двухколавыя малыя энергетычныя сістэмы: Іённа-натрыевы акумулятар забяспечвае высокую прадукцыйнасць, больш працяглы тэрмін службы і больш высокую бяспеку ў параўнанні са свінцова-кіслотнымі акумулятарамі.

• Аўтамабільныя сістэмы старт-стоп: Высокая бяспека і хуткая зарадка натрыева-іённых акумулятараў робяць іх ідэальнай заменай свінцова-кіслотным акумулятарам у сістэмах старт-стоп.
• Базавыя станцыі сувязі: Іённа-натрыевая батарэя забяспечвае лепшую прадукцыйнасць з пункту гледжання трываласці пры высокіх і нізкіх тэмпературах, эканамічнай эфектыўнасці і доўгатэрміновай бяспекі ў параўнанні са свінцова-кіслотнымі батарэямі.

Натрыева-іённы акумулятар пераўзыходзіць свінцова-кіслотныя ва ўсіх аспектах. Здольнасць эфектыўна працаваць пры экстрэмальных тэмпературах у спалучэнні з больш высокай шчыльнасцю энергіі і перавагай кошту робіць натрыева-іённы акумулятар прыдатнай заменай свінцова-кіслотным акумулятарам. Чакаецца, што натрыева-іённы акумулятар будзе дамінаваць па меры развіцця тэхналогій і павышэння эканамічнай эфектыўнасці.

Заключэнне

Паколькі пошук інавацыйных рашэнняў для захоўвання энергіі працягваецца,Натрыева-іённы акумулятарвылучаюцца як універсальны і эканамічна эфектыўны варыянт. Іх здольнасць добра працаваць у шырокім дыяпазоне тэмператур у спалучэнні з уражлівымі магчымасцямі хуткасці і пашыранымі функцыямі бяспекі робіць іх моцным канкурэнтам на рынку акумулятараў. Іённа-натрыевы акумулятар прапануе практычнае і перспектыўнае рашэнне, незалежна ад таго, сілкуецца электрамабілі класа A00, замяняе свінцова-кіслотныя батарэі ў невялікіх энергасістэмах або падтрымлівае тэлекамунікацыйныя базавыя станцыі. Дзякуючы пастаяннаму прагрэсу і патэнцыйнаму зніжэнню выдаткаў за кошт масавай вытворчасці, іённа-натрыевая тэхналогія адыграе ключавую ролю ў фарміраванні будучыні назапашвання энергіі