Натрийн ион батерей ба Лити ион батерей

Танилцуулга

Камада хүч is Хятадын натрийн ион батерей үйлдвэрлэгчид.Сэргээгдэх эрчим хүч, цахилгаан тээврийн технологийн хурдацтай дэвшлийн үр дүнд натрийн ион батерей нь эрчим хүч хадгалах ирээдүйтэй шийдэл болж гарч ирж, өргөн хүрээний анхаарал, хөрөнгө оруулалтыг татаж байна. Хямд өртөгтэй, өндөр аюулгүй байдал, байгаль орчинд ээлтэй тул натрийн ион батерейг литийн ион батерейг ашиглах боломжтой хувилбар гэж үзэх нь улам бүр нэмэгдсээр байна. Энэ нийтлэлд натрийн ион батерейны найрлага, ажиллах зарчим, давуу тал, олон төрлийн хэрэглээг нарийвчлан судлах болно.

1. Натрийн ион батерейны тойм

1.1 Натрийн ион батерей гэж юу вэ?

Тодорхойлолт ба үндсэн зарчим
Натрийн ионы батерейцэнэглэдэг батерейнууд нь натрийн ионуудыг цэнэглэгч болгон ашигладаг. Тэдний ажиллах зарчим нь литийн ион батерейтай төстэй боловч идэвхтэй материал болгон натри ашигладаг. Натрийн ионы батерей нь цэнэгийн болон цэнэгийн мөчлөгийн үед эерэг ба сөрөг электродуудын хооронд натрийн ионуудын шилжилт хөдөлгөөнөөр энерги хуримтлуулж, ялгаруулдаг.

Түүхэн суурь ба хөгжил
Натрийн ионы батерейны талаарх судалгаа 1970-аад оны сүүл үеэс эхэлсэн бөгөөд Францын эрдэмтэн Арманд "сандлын батерей" гэсэн ойлголтыг дэвшүүлж, лити-ион болон натрийн ион батерейг хоёуланг нь судалж эхэлсэн. Эрчим хүчний нягтрал болон материалын тогтвортой байдлын сорилтуудын улмаас натрийн ионы батерейны судалгаа 2000 онд хатуу нүүрстөрөгчийн анодын материалыг илрүүлэх хүртэл зогсонги байдалд орсон нь дахин сонирхлыг төрүүлэв.

1.2 Натрийн ионы батерейны ажиллах зарчим

Цахилгаан химийн урвалын механизм
Натрийн ионы батерейнд электрохимийн урвал нь ихэвчлэн эерэг ба сөрөг электродуудын хооронд явагддаг. Цэнэглэх явцад натрийн ионууд эерэг электродоос электролитээр дамжин сөрөг электрод руу шилждэг. Цэнэглэх явцад натрийн ионууд сөрөг электродоос эерэг электрод руу шилжиж, хуримтлагдсан энергийг ялгаруулдаг.

Гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба функцууд
Натрийн ионы батерейны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд эерэг электрод, сөрөг электрод, электролит, тусгаарлагч орно. Түгээмэл хэрэглэгддэг эерэг электродын материалд натрийн титанат, натрийн хүхэр, натрийн нүүрстөрөгч орно. Хатуу нүүрстөрөгчийг сөрөг электродын хувьд голчлон ашигладаг. Электролит нь натрийн ионы дамжуулалтыг хөнгөвчилдөг бол тусгаарлагч нь богино холболтоос сэргийлдэг.

2. Натрийн ион батерейны эд анги, материал

2.1 Эерэг электродын материал

Натрийн титанат (Na-Ti-O₂)
Натрийн титанат нь цахилгаан химийн тогтвортой байдал, эрчим хүчний харьцангуй өндөр нягтралтай тул эерэг электродын ирээдүйтэй материал болгодог.

Натрийн хүхэр (Na-S)
Натрийн хүхрийн батерейнууд нь онолын хувьд эрчим хүчний өндөр нягтралтай боловч ашиглалтын температур, материалын зэврэлттэй холбоотой асуудлыг шийдэхийг шаарддаг.

Натрийн нүүрстөрөгч (Na-C)
Натрийн нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалууд нь өндөр цахилгаан дамжуулалт, сайн дугуйны гүйцэтгэлийг хангадаг тул тэдгээрийг хамгийн тохиромжтой эерэг электродын материал болгодог.

2.2 Сөрөг электродын материал

Хатуу нүүрстөрөгч
Хатуу нүүрстөрөгч нь өндөр багтаамжтай, дугуйн маш сайн гүйцэтгэлийг санал болгодог тул натрийн ионы батерейнд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг сөрөг электродын материал болдог.

Бусад боломжит материалууд
Шинээр гарч ирж буй материалуудад цагаан тугалга дээр суурилсан хайлш, фосфидын нэгдлүүд багтсан нь хэрэглээний хэтийн төлөвийг харуулж байна.

2.3 Электролит ба салгагч

Электролитийн сонголт ба шинж чанар
Натрийн ионы батерей дахь электролит нь ихэвчлэн өндөр цахилгаан дамжуулалт, химийн тогтвортой байдлыг шаарддаг органик уусгагч эсвэл ионы шингэнээс бүрддэг.

Тусгаарлагчийн үүрэг ба материал
Тусгаарлагч нь эерэг ба сөрөг электродуудын хооронд шууд холбоо барихаас сэргийлж, богино холболтоос сэргийлдэг. Нийтлэг материалууд нь бусад өндөр молекул жинтэй полимерүүдийн дунд полиэтилен (PE) ба полипропилен (PP) орно.

2.4 Одоогийн коллекторууд

Эерэг ба сөрөг электродын гүйдэл коллекторын материалын сонголт
Хөнгөн цагаан тугалган цаасыг ихэвчлэн эерэг электродын гүйдлийн коллекторт ашигладаг бол зэс тугалган цаасыг сөрөг электродын гүйдлийн коллекторт ашигладаг бөгөөд энэ нь сайн цахилгаан дамжуулалт, химийн тогтвортой байдлыг хангадаг.

3. Натрийн ион батерейны давуу тал

3.1 Натри-ион ба литийн ион батерей

3.2 Зардлын давуу тал

Лити ион батерейтай харьцуулахад хэмнэлттэй байдал
Энгийн хэрэглэгчдийн хувьд натрийн ион батерей нь ирээдүйд лити ион батерейгаас хямд байх магадлалтай. Жишээлбэл, хэрэв та цахилгаан тасрах үед нөөцлөх зорилгоор гэртээ эрчим хүч хадгалах систем суурилуулах шаардлагатай бол натрийн ион батерейг ашиглах нь үйлдвэрлэлийн зардал багатай тул илүү хэмнэлттэй байж болно.

Түүхий эдийн элбэг дэлбэг байдал, эдийн засгийн
Натри нь дэлхийн царцдасын 2.6% -ийг бүрдүүлдэг, литий (0.0065%) -аас хамаагүй өндөр байдаг. Энэ нь натрийн үнэ, нийлүүлэлт илүү тогтвортой байна гэсэн үг. Жишээлбэл, нэг тонн натрийн давс үйлдвэрлэх зардал нь ижил хэмжээний литийн давсны зардлаас хамаагүй бага тул натрийн ионы батерей нь томоохон хэмжээний хэрэглээнд эдийн засгийн чухал давуу талыг өгдөг.

3.3 Аюулгүй байдал

Дэлбэрэлт, гал түймрийн эрсдэл бага
Натрийн ионы батерей нь хэт цэнэглэх, богино холболт зэрэг онцгой нөхцөлд тэсрэх, галд өртөх магадлал багатай тул аюулгүй байдлын чухал давуу талыг өгдөг. Тухайлбал, натрийн ион батерей ашигладаг автомашинууд мөргөлдөх үед зай нь дэлбэрч, зорчигчдын аюулгүй байдлыг хангадаг.

Аюулгүй байдлын өндөр гүйцэтгэлтэй програмууд
Натрийн ион батерейны өндөр аюулгүй байдал нь тэдгээрийг аюулгүй байдлын өндөр баталгаа шаарддаг хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Жишээлбэл, гэр ахуйн эрчим хүч хадгалах систем нь натрийн ион батерейг ашигладаг бол хэт цэнэглэлт эсвэл богино залгааны улмаас галын аюулын талаар санаа зовох нь бага байдаг. Нэмж дурдахад автобус, метро зэрэг хотын нийтийн тээврийн системүүд нь натрийн ион батерейны өндөр аюулгүй байдлыг хангаж, батерейны эвдрэлээс үүдэлтэй аюулгүй байдлын ослоос зайлсхийх боломжтой.

3.4 Байгаль орчинд ээлтэй байх

Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө бага
Натрийн ион батерейг үйлдвэрлэх үйл явц нь ховор металл, хортой бодис ашиглах шаардлагагүй бөгөөд хүрээлэн буй орчны бохирдлын эрсдлийг бууруулдаг. Жишээлбэл, лити ион батерей үйлдвэрлэхэд кобальт шаардлагатай байдаг ба кобальт олборлох нь байгаль орчин, орон нутгийн иргэдэд сөрөг нөлөө үзүүлдэг. Үүний эсрэгээр, натрийн ион батерейны материал нь байгаль орчинд ээлтэй бөгөөд экосистемд ихээхэн хохирол учруулдаггүй.

Тогтвортой хөгжлийн боломж
Натрийн нөөцийн элбэг, хүртээмжтэй байдлаас шалтгаалан натрийн ион батерей нь тогтвортой хөгжих боломжтой. Натрийн ион батерейг өргөнөөр ашиглаж, хомс нөөцөөс хараат байдлыг бууруулж, хүрээлэн буй орчны ачааллыг бууруулах ирээдүйн эрчим хүчний системийг төсөөлөөд үз дээ. Жишээлбэл, натрийн ион батерейг дахин боловсруулах процесс нь харьцангуй энгийн бөгөөд их хэмжээний аюултай хог хаягдал үүсгэдэггүй.

3.5 Гүйцэтгэлийн шинж чанар

Эрчим хүчний нягтрал дахь дэвшил
Лити-ион батерейтай харьцуулахад эрчим хүчний нягтрал бага (жишээ нь нэгж жинд ногдох эрчим хүчний хуримтлал) хэдий ч натри-ион батерейны технологи нь материал, процессыг сайжруулснаар энэ ялгааг арилгаж байна. Жишээлбэл, натри-ион батерейны хамгийн сүүлийн үеийн технологи нь литийн ион батерейтай ойролцоо эрчим хүчний нягтралд хүрч, хэрэглээний янз бүрийн шаардлагыг хангах чадвартай.

Циклийн амьдрал ба тогтвортой байдал
Натрийн ионы батерей нь илүү удаан ажиллах хугацаатай, тогтвортой байдал сайтай байдаг тул гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц бууруулалгүйгээр дахин цэнэглэх, цэнэггүй болгох боломжтой гэсэн үг юм. Жишээлбэл, натрийн ионы батерей нь 2000 цэнэглэх, цэнэггүй болгох мөчлөгийн дараа 80% -иас дээш хүчин чадлыг хадгалах чадвартай бөгөөд энэ нь цахилгаан машин, сэргээгдэх эрчим хүчний нөөц гэх мэт байнга цэнэглэх, цэнэггүй болгох шаардлагатай хэрэглээнд тохиромжтой.

3.6 Натрийн ион батерейны бага температурт дасан зохицох чадвар

Натрийн ион батерей нь лити ион батерейтай харьцуулахад хүйтэн орчинд тогтвортой ажиллагааг харуулдаг. Бага температурт тэдгээрийн тохиромжтой байдал, хэрэглэх хувилбаруудын нарийвчилсан дүн шинжилгээг энд үзүүлэв.

Натрийн ион батерейны бага температурт дасан зохицох чадвар

1. Электролитийн бага температурын гүйцэтгэл: Натрийн ионы батерейнд түгээмэл хэрэглэгддэг электролит нь бага температурт сайн ион дамжуулах чадвартай тул натрийн ионы батерейны дотоод цахилгаан химийн урвалыг хүйтэн орчинд жигд явуулна.
2. Материалын шинж чанар: Натрийн ион батерейны эерэг ба сөрөг электродын материалууд нь бага температурт сайн тогтвортой байдлыг харуулдаг. Ялангуяа хатуу нүүрстөрөгч гэх мэт сөрөг электродын материалууд нь бага температурт ч гэсэн сайн цахилгаан химийн үзүүлэлтүүдийг хадгалж байдаг.
3. Гүйцэтгэлийн үнэлгээ: Туршилтын өгөгдөл нь натрийн ион батерей нь бага температурт (жишээлбэл, -20 ° C) ихэнх лити ион батерейгаас илүү хүчин чадлыг хадгалах хурдыг хадгалж, ашиглалтын хугацааг харуулж байна. Тэдний гадагшлуулах үр ашиг, эрчим хүчний нягтрал нь хүйтэн орчинд харьцангуй бага хэмжээгээр буурдаг.

Бага температурт натрийн ион батерейны хэрэглээ

1. Гаднах орчин дахь сүлжээний эрчим хүчний хадгалалт:Хүйтэн хойд бүс нутаг эсвэл өндөр өргөрөгт натрийн ион батерей нь цахилгаан эрчим хүчийг үр ашигтайгаар хуримтлуулж, ялгаруулдаг бөгөөд эдгээр бүс нутгийн эрчим хүчний нөөцийн системд тохиромжтой.
2. Бага температурт тээврийн хэрэгсэл:Арктик болон Антарктикийн хайгуулын машин зэрэг туйлын бүс нутаг, өвлийн цастай замд цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нь натрийн ионы батерейгаар хангагдсан цахилгаан эрчим хүчний найдвартай дэмжлэгийг хүртдэг.
3. Зайнаас хянах төхөөрөмж:Туйлт болон уулархаг бүс нутаг зэрэг хэт хүйтэн орчинд алсын зайнаас хянах төхөөрөмж нь урт хугацааны тогтвортой цахилгаан хангамж шаарддаг тул натрийн ионы зайг хамгийн тохиромжтой сонголт болгодог.

4. Хүйтэн гинжин хэлхээний тээвэрлэлт, хадгалалт:Тээвэрлэлт, хадгалалтын явцад бага температурын тогтмол хяналт шаардлагатай хоол хүнс, эм болон бусад бараа бүтээгдэхүүн нь натрийн ион батерейны тогтвортой, найдвартай ажиллагааг хангадаг.

Дүгнэлт

Натрийн ионы батерейлитийн ион батерейг бодвол хямд өртөг, аюулгүй байдал, байгаль орчинд ээлтэй зэрэг олон давуу талтай. Лити-ион батерейтай харьцуулахад эрчим хүчний нягтрал бага зэрэг бага боловч натрийн ион батерейны технологи нь материал, процессын тасралтгүй дэвшлийн ачаар энэ ялгааг аажмаар багасгаж байна. Түүнчлэн, тэдгээр нь хүйтэн орчинд тогтвортой гүйцэтгэлийг харуулж, янз бүрийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Цаашид технологи хөгжсөөр, зах зээлд нэвтрүүлэх чадвар өсөхийн хэрээр натрийн ионы батерей нь эрчим хүч хуримтлуулах, цахилгаан тээвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэж, тогтвортой хөгжил, байгаль орчныг хамгаалахад чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.

дарна ууKamada Power-тэй холбоо барина уутаны захиалгат натрийн ион батерейны уусмалд зориулж .