Language
Country/Area
No result found
Магия натрий-ионных аккумуляторов: почему этот новый тип аккумуляторов может бросить вызов доминированию литий-ионных аккумуляторов?
В поисках более экологически чистых и экономичных альтернатив натрий-ионные аккумуляторы (НИА) постепенно привлекли к себе внимание во всем мире. Поскольку натрий становится дешевле в приобретении по сравнению с литием и получает более широкое географическое распространение, натрий-ионные аккумуляторы становятся серьезным претендентом на место в технологии хранения энергии следующего поколения.
За последние несколько лет цена на литий продолжала расти, что привлекло многих исследователей к использованию натрий-ионной технологии, сделав натрий потенциальной альтернативой.
Согласно имеющимся данным, разработка натрий-ионных аккумуляторов началась еще в 1970-х годах, но некоторое время была забыта из-за быстрого развития литий-ионных аккумуляторов. С наступлением 2010-х годов натрий-ионные аккумуляторы снова стали привлекать внимание отрасли из-за роста стоимости литиевых материалов и необходимости защиты окружающей среды.
Натрий чрезвычайно распространен на Земле, особенно в морской воде, что является основной причиной того, что натрий-ионные аккумуляторы имеют потенциал заменить литий-ионные аккумуляторы. Кроме того, в натрий-ионных аккумуляторах используется более дешевое сырье, такое как железо, вместо драгоценных металлов, таких как кобальт и никель, что еще больше снижает экологическую нагрузку строительства.
Если вместо лития использовать натрий, стоимость натрий-ионных аккумуляторов может быть значительно снижена, что станет революцией на рынке накопления энергии.
Как работают натрий-ионные батареи
Натрий-ионные аккумуляторы работают аналогично литий-ионным аккумуляторам. Во время разряда ионы натрия перемещаются от положительного электрода к отрицательному, в то время как электроны протекают по внешней цепи, а во время зарядки происходит обратное. Натрий имеет больший ионный радиус, из-за чего в некоторых случаях его кинетика интеркаляции не такая быстрая, как у лития, но он все равно демонстрирует впечатляющие характеристики.
Хотя натрий имеет более медленную скорость интеркаляции, его емкость сопоставима с емкостью лития во многих материалах.
Материалы для натрий-ионных аккумуляторов
Натрий-ионные аккумуляторы уникальны тем, что в них используются материалы, имеющие различную прочность, а также физические и электрохимические свойства. Текущие исследования сосредоточены на таких материалах, как твердый углерод, легированный азотом, углеродистый мышьяк, металлические сплавы и даже оксидные материалы для отрицательных и положительных электродов. Новые исследования также изучают свободные и невоспламеняющиеся электролиты.
Среди них твердый углерод, как материал отрицательного электрода, демонстрирует удивительную стабильность и высокую удельную емкость. Многие передовые технологии изучают способы повышения плотности энергии и циклической стабильности натрий-ионных аккумуляторов для достижения цели коммерциализации.
По сравнению с литий-ионными аккумуляторами натрий-ионные аккумуляторы продемонстрировали свою низкую стоимость и преимущества в плане защиты окружающей среды при долгосрочном применении на рынке.
Потенциал рынка и будущее развитие
Благодаря участию ряда известных компаний процесс коммерциализации натрий-ионных аккумуляторов ускоряется. Китайские компании, такие как CATL и BYD, прилагают все усилия для развития исследований и разработок натрий-ионных аккумуляторов, надеясь вывести готовую к выходу на рынок продукцию в ближайшем будущем. Накопление энергии в общественных сетях и рынок электромобилей — это те области, где могут появиться натрий-ионные аккумуляторы.
Эксперты в области традиционных аккумуляторных батарей прогнозируют, что в 2023 году натрий-ионные аккумуляторы станут основной технологией хранения энергии на следующее десятилетие.
Заключение
Разработка натрий-ионных аккумуляторов зависит не только от изменений рыночного спроса, но и тесно связана с продвижением технологий, признанием их рынком и колебаниями стоимости сырья. Смогут ли натрий-ионные аккумуляторы действительно заменить литий-ионные аккумуляторы в будущем, зависит от технологических прорывов и расширения их применения. Давайте вместе подумаем о том, какие изменения принесет в нашу жизнь разработка этого нового аккумулятора.
