ფონი

ლითიუმ-იონური ბატარეები ფართოდ გამოიყენება, როგორც დატენვის ბატარეები 1990-იანი წლებიდან მათი მაღალი შექცევადი სიმძლავრისა და ციკლის სტაბილურობის გამო. ლითიუმის ფასის მნიშვნელოვანი ზრდით და ლითიუმზე და ლითიუმ-იონური ბატარეების სხვა ძირითად კომპონენტებზე მოთხოვნილების მზარდი მოთხოვნით, ლითიუმის ბატარეებისთვის ნედლეულის მზარდი დეფიციტი გვაიძულებს შევისწავლოთ ახალი და იაფი ელექტროქიმიური სისტემები არსებული უხვი ელემენტების საფუძველზე. . იაფფასიანი ნატრიუმ-იონური ბატარეები საუკეთესო ვარიანტია. ნატრიუმის იონური ბატარეა თითქმის აღმოაჩინეს ლითიუმ-იონურ ბატარეასთან ერთად, მაგრამ მისი დიდი იონური რადიუსის და დაბალი სიმძლავრის გამო, ადამიანები უფრო მეტად არიან მიდრეკილნი ლითიუმის ელექტროენერგიის შესწავლაზე და ნატრიუმ-იონური ბატარეის კვლევა თითქმის შეჩერდა. ბოლო წლების განმავლობაში ელექტრო მანქანებისა და ენერგიის შესანახი ინდუსტრიის სწრაფი ზრდის გამო, ნატრიუმ-იონური ბატარეა, რომელიც შემოთავაზებული იყო ერთდროულად ლითიუმ-იონურ ბატარეასთან, კვლავ მიიპყრო ხალხი.'ყურადღება.

ლითიუმი, ნატრიუმი და კალიუმი ყველა ტუტე ლითონია ელემენტების პერიოდულ სისტემაში. მათ აქვთ მსგავსი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მეორადი ბატარეის მასალა თეორიულად. ნატრიუმის რესურსები ძალიან მდიდარია, ფართოდ არის გავრცელებული დედამიწის ქერქში და მარტივი მოსაპოვებელია. როგორც ლითიუმის შემცვლელს, ნატრიუმს სულ უფრო მეტი ყურადღება ექცევა ბატარეის სფეროში. ბატარეამწარმოებელიsაჯანყებანატრიუმ-იონური ბატარეის ტექნოლოგიური მარშრუტის გასაშვებად.სახელმძღვანელო მოსაზრებები ახალი ენერგიის შენახვის დაჩქარების შესახებ, სამეცნიერო და ტექნოლოგიური ინოვაციების გეგმა ენერგეტიკის სფეროში მე-14 ხუთწლიანი გეგმის პერიოდში, დამე-14 ხუთწლიანი გეგმის პერიოდში ახალი ენერგიის საწყობის განვითარების განხორციელების გეგმაეროვნული განვითარებისა და რეფორმების კომისიის და ენერგეტიკის ეროვნული ადმინისტრაციის მიერ გამოცემულმა აღნიშნეს ახალი თაობის მაღალი ხარისხის ენერგიის შენახვის ტექნოლოგიების შემუშავება, როგორიცაა ნატრიუმ-იონური ბატარეები. მრეწველობისა და საინფორმაციო ტექნოლოგიების სამინისტრომ (MIIT) ასევე დააწინაურა ახალი ბატარეები, როგორიცაა ნატრიუმ-იონური ბატარეები, როგორც ბალასტი ახალი ენერგეტიკული ინდუსტრიის განვითარებისთვის. ასევე მუშაობს ნატრიუმ-იონური ბატარეების ინდუსტრიული სტანდარტები. მოსალოდნელია, რომ ინდუსტრია ზრდის ინვესტიციებს, ტექნოლოგია ხდება მომწიფებული და სამრეწველო ჯაჭვი თანდათან გაუმჯობესდება, ნატრიუმ-იონური ბატარეა მაღალი ღირებულებით, სავარაუდოდ, დაიკავებს ლითიუმ-იონური ბატარეების ბაზრის ნაწილს.

ნატრიუმ-იონური ბატარეა ლითიუმ-იონური ბატარეის წინააღმდეგ

• ნატრიუმ-იონური ბატარეის ნახშირბადის უარყოფით ელექტროდს აქვს უფრო დაბალი ღირებულება და უფრო დიდი მოდიფიკაციის სივრცე, ვიდრე გრაფიტის.
• ალუმინის ფოლგა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დენის კოლექტორი ნატრიუმ-იონური ბატარეების დადებითი და უარყოფითი ელექტროდებისთვის. ლითიუმ-იონურ ბატარეებს აქვთ დაბალი უარყოფითი პოტენციალი და უნდა გამოიყენონ სპილენძის კილიტა, რომელიც არ არის კოროზიირებული. მეორეს მხრივ, ნატრიუმ-იონურ ბატარეებს აქვთ მაღალი უარყოფითი პოტენციალი, ამიტომ ისინი არ ერწყმის ნატრიუმს. ალუმინის კილიტა წონით და ღირებულებით უფრო დაბალია, ვიდრე სპილენძის ფოლგა.
• ელექტროლიტში Na-ის ხსნადობა⁺ დაახლოებით 30%-ით დაბალია ვიდრე ლი⁺. დაშლის სიჩქარე მაღალია, ხოლო მუხტის გადაცემის წინააღმდეგობა ელექტროდი-ელექტროლიტის ინტერფეისზე მცირეა, რაც უზრუნველყოფს ელექტროდის უკეთეს დინამიკას. ამრიგად, ნატრიუმ-იონის მუხტის გამონადენი მაღალია მაღალ ტემპერატურაზე და დაბალ ტემპერატურაზე, ხოლო დაბალი ტემპერატურის შესრულება შესანიშნავია და მისი სწრაფად დამუხტვა შესაძლებელია.
• ნატრიუმ-იონურ ბატარეებს აქვთ დადებითი ელექტროდის მასალების უფრო ფართო არჩევანი. პერიოდული ცხრილის პირველ რიგში თითქმის ყველა გარდამავალი ლითონის ელემენტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნატრიუმ-იონურ ბატარეებში. ეს გამოწვეულია Na-ს შორის დიდი ზომის სხვაობით⁺ (რადიუსი 0,102 ნმ) და გარდამავალი ლითონის იონები (რადიუსი 0,05-0,07 ნმ), რაც ხელს უწყობს მათ გამოყოფას.
• ნატრიუმ-იონური ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა უფრო მაღალია, ვიდრე ლითიუმ-იონური ბატარეისა. მოკლე ჩართვის შემთხვევაში, მყისიერი სიცხე ნაკლებია, ტემპერატურის მატება უფრო ნელა და თერმული გაქცევის ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე ლითიუმის ბატარეა, ამიტომ ნატრიუმ-იონური ბატარეა უფრო უსაფრთხოა.
• ნატრიუმ-იონის დიდმა რადიუსმა შეიძლება გამოიწვიოს მასალის გაფუჭება, როდესაც ის ამოღებულია ელექტროდის მასალისგან, რაც გავლენას მოახდენს ბატარეის მთლიან კინეტიკურ მუშაობაზე და ელექტროდის მთლიანობაზე.
• ნატრიუმს აქვს ბევრად უფრო მაღალი სტანდარტის ელექტროდის პოტენციალი (0,33 ვ-ზე მაღალი ვიდრე ლითიუმი), რაც იწვევს ენერგიის დაბალ სიმკვრივეს და ართულებს ლითიუმ-იონურ ბატარეებთან კონკურენციას ენერგეტიკულ სექტორში.

კვლევის უახლესი პროგრესი

ბოლო წლების განმავლობაში ნატრიუმ-იონური ბატარეების კვლევა მოიცავს ნატრიუმ-იონური ბატარეების მოწინავე უკობალტის კათოდურ მასალას, დაბალფასიანი პოლიანიონური სულფატი ნატრიუმ-იონური ბატარეების დადებითი ელექტროდისთვის, ნანო-pb ნაერთებს, რომლებიც გამოიყენება ნატრიუმის დადებით ელექტროდში. - იონური ბატარეები, ორგანული ანოდური მასალების ძირითადი კვლევა ნატრიუმ-იონური ბატარეებისთვის პოტენციური კომერციული გამოყენებისთვის, თუნუქის დაფუძნებული ლითონის ოქსიდები და სულფიდები, რომლებიც გამოიყენება როგორც ანოდის მასალა ნატრიუმ-იონური ბატარეებისთვის, ნახშირბადის მოწინავე მასალების ნანოინჟინერია ნატრიუმ-იონურ ბატარეებში და გამოყენება მოწინავე in situ დახასიათება ნატრიუმ-იონური ბატარეების შესწავლაში. ზოგადად, ჯერ კიდევ არის კვლევის ცხელი წერტილი მაღალი ხარისხის დადებითი და უარყოფითი ელექტროდების მასალების მისაღებად მოდიფიკაციის საშუალებების ოპტიმიზაციის, მომზადების მეთოდების გაუმჯობესებისა და ნატრიუმის შენახვის მექანიზმის შესწავლის ასპექტებიდან ნატრიუმ-იონური ბატარეების საერთო კონკურენტუნარიანობის გასაუმჯობესებლად.