Atsižvelgiant į pasaulinę energetikos pertvarką ir „dvigubo anglies dioksido“ tikslus, akumuliatorių technologija, kaip pagrindinis energijos kaupimo veiksnys, sulaukė didelio dėmesio. Pastaraisiais metais natrio jonų akumuliatoriai (SIB) iš laboratorijų išpopuliarėjo industrializacijoje ir tapo labai laukiamu energijos kaupimo sprendimu po ličio jonų akumuliatorių.
Pagrindinė informacija apie natrio jonų baterijas
Natrio jonų baterijos yra antrinių (įkraunamų) baterijų tipas, kuriame natrio jonai (Na⁺) naudojami kaip krūvininkai. Jų veikimo principas panašus į ličio jonų baterijų: įkrovimo ir iškrovimo metu natrio jonai juda tarp katodo ir anodo per elektrolitą, taip kaupdami ir išlaisvindami energiją.
·Pagrindinės medžiagosKatodas paprastai naudoja sluoksniuotus oksidus, polianioninius junginius arba Prūsijos mėlynojo analogus; anodas daugiausia sudarytas iš kietos arba minkštos anglies; elektrolitas yra natrio druskos tirpalas.
·Technologijų brandaTyrimai pradėti devintajame dešimtmetyje, o pastaruoju metu pasiekta medžiagų ir procesų pažanga gerokai pagerino energijos tankį ir ciklo trukmę, todėl komercializavimas tapo vis labiau įmanomas.
Natrio jonų baterijos ir ličio jonų baterijos: pagrindiniai skirtumai ir privalumai
Nors natrio jonų akumuliatoriai turi panašią struktūrą kaip ir ličio jonų akumuliatoriai, jie labai skiriasi medžiagų savybėmis ir taikymo scenarijais:
| Palyginimo aspektas | Natrio jonų baterijos | Ličio jonų baterijos |
| Išteklių gausa | Natrio gausu (2,75 % Žemės plutoje) ir jis plačiai paplitęs. | Ličio yra mažai (0,0065 %) ir jis yra geografiškai koncentruotas. |
| Kaina | Mažesnės žaliavų kainos, stabilesnė tiekimo grandinė | Didelis ličio, kobalto ir kitų medžiagų kainų nepastovumas, priklausomas nuo importo |
| Energijos tankis | Mažesnis (120–160 Wh/kg) | Didesnis (200–300 Wh/kg) |
| Žemos temperatūros veikimas | Talpos išlaikymas >80% esant -20 ℃ | Prastas veikimas žemoje temperatūroje, talpa lengvai mažėja |
| Saugumas | Didelis terminis stabilumas, didesnis atsparumas perkrovimui / iškrovimui | Reikalingas griežtas šiluminio išbėgimo rizikos valdymas |
Pagrindiniai natrio jonų akumuliatorių privalumai:
1.Mažos sąnaudos ir išteklių tvarumasNatrio yra plačiai prieinamas jūros vandenyje ir mineraluose, todėl sumažėja priklausomybė nuo retų metalų ir ilgalaikės išlaidos 30–40 %.
2. Didelis saugumas ir draugiškumas aplinkaiBe sunkiųjų metalų taršos, suderinamas su saugesnėmis elektrolitų sistemomis ir tinkamas didelio masto energijos kaupimui.
3. Platus temperatūrų diapazono prisitaikymasPuikus veikimas žemoje temperatūroje, idealiai tinka šaltiems regionams arba lauko energijos kaupimo sistemoms.
Natrio jonų baterijų taikymo perspektyvos
Tobulėjant technologijoms, natrio jonų baterijos turi didelį potencialą šiose srityse:
1. Didelio masto energijos kaupimo sistemos (ESS):
Kaip papildomas vėjo ir saulės energijos sprendimas, natrio jonų akumuliatorių maža kaina ir ilgas tarnavimo laikas gali veiksmingai sumažinti išlygintas elektros energijos sąnaudas (LCOE) ir padėti sumažinti tinklo piko apkrovą.
2. Mažo greičio elektrinės transporto priemonės ir dviratės transporto priemonės:
Tais atvejais, kai energijos tankio reikalavimai mažesni (pvz., elektriniuose dviračiuose, logistikos transporto priemonėse), natrio jonų akumuliatoriai gali pakeisti švino rūgšties akumuliatorius, o tai teikia naudos tiek aplinkai, tiek ekonomikai.
3. Atsarginis maitinimas ir bazinės stoties energijos kaupimas:
Dėl plataus temperatūrų diapazono jie tinka atsarginio maitinimo poreikiams temperatūrai jautriose srityse, tokiose kaip ryšių bazinės stotys ir duomenų centrai.
Būsimos plėtros tendencijos
Pramonės prognozės rodo, kad iki 2025 m. pasaulinė natrio jonų akumuliatorių rinka viršys 5 mlrd. JAV dolerių, o iki 2030 m. pasieks 10–15 % ličio jonų akumuliatorių rinkos. Būsimos plėtros kryptys apima:
·Medžiagų inovacijosDidelės talpos katodų (pvz., O3 tipo sluoksniuotų oksidų) ir ilgaamžių anodinių medžiagų kūrimas, siekiant padidinti energijos tankį virš 200 Wh/kg.
·Procesų optimizavimas: Pasinaudoti brandžiomis ličio jonų akumuliatorių gamybos linijomis, siekiant padidinti natrio jonų akumuliatorių gamybą ir dar labiau sumažinti sąnaudas.
·Taikymo išplėtimasPapildant ličio jonų baterijas, siekiant sukurti diversifikuotą energijos kaupimo technologijų portfelį.
Išvada
Natrio jonų akumuliatorių atsiradimas nėra skirtas pakeisti ličio jonų akumuliatorius, o suteikti ekonomiškesnę ir saugesnę energijos kaupimo alternatyvą. Anglies dioksido neutralumo kontekste jų išteklius tausojantis ir prie pritaikymo prisitaikantis pobūdis užtikrins jų vietą energijos kaupimo srityje. Būdama energetikos technologijų inovacijų pradininke,DIENOSir toliau stebės natrio jonų akumuliatorių technologijos plėtrą, įsipareigodama savo klientams teikti efektyvius ir tvarius energijos sprendimus.
Sekite mus ir sužinokite daugiau apie pažangiausias technologijas!
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 25 d.
