Estado de la aplicación de baterías de nuevas energías y análisis de su desarrollo (IV)

Sodio Bbatería

Introducción

Con la creciente atención que se presta a las cuestiones energéticas en todo el mundo, surgen nuevas energía Las tecnologías de baterías se han convertido gradualmente en la máxima prioridad de la investigación científica y el desarrollo industrial en varios países en el contexto de la transición energética y el desarrollo sostenible. Desde las tradicionales baterías de iones de litio hasta las pilas de combustible de hidrógeno más vanguardistas, las baterías de flujo líquido, etc., diferentes tipos de baterías han mostrado una amplia gama de perspectivas de aplicación en los campos del almacenamiento de energía y los vehículos eléctricos. Sin embargo, también hay muchos desafíos y limitaciones, como la densidad de energía, el ciclo de vida y el costo. Para promover mejor el desarrollo de nuevas fuentes de energía, esta serie evaluará exhaustivamente las ventajas, desventajas y escenarios de aplicación de cada tipo de nueva tecnología de baterías convencional, proporcionará valiosas referencias y orientación para investigadores y profesionales industriales, promoverá la innovación continua en este campo. y contribuir al desarrollo sostenible de la energía global.

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Las baterías de iones de sodio funcionan según un principio similar al de las baterías de iones de litio, donde la transferencia de carga se realiza mediante la salida y la incorporación de iones de sodio. Hay dos tipos principales de baterías de iones de sodio: baterías de paquete flexible y baterías de botón. Las baterías blandas se caracterizan por una alta carga de materiales positivos y negativos y materiales de encapsulación para películas de aluminio y plástico, comúnmente utilizadas en empresas y productos corporativos; La pila de botón se utiliza actualmente en laboratorios e institutos de investigación.

La dirección de desarrollo futuro de la batería de iones de sodio está directamente relacionada con sus características. En términos de densidad de energía, la densidad de energía de las celdas de las baterías de iones de sodio suele ser de 105-150 Wh/kg, mientras que la densidad de energía de las celdas de las baterías de iones de litio es generalmente de 120-180 Wh/kg, para el mayor contenido de Ni del sistema ternario más de 230wh/kg. Obviamente, las baterías de iones de sodio no son tan buenas como las baterías ternarias de litio, pero para las baterías de fosfato de hierro y litio 120-200wh/kg y las baterías de plomo-ácido 35-45wh/kg.

En términos de rango de temperatura de funcionamiento y seguridad. Las baterías de iones de sodio tienen un amplio rango de temperaturas de funcionamiento, normalmente de -40 ℃ a 65 ℃. Mientras que el rango de funcionamiento de la batería ternaria de iones de litio suele ser de -20 ℃ ~ 60 ℃. El rendimiento de las baterías de iones de litio disminuye después de caer por debajo de 0 ℃. Por el contrario, la tasa de retención de SOC de las baterías de iones de sodio es superior al 80 % a -20 ℃. En términos de fuga térmica, las baterías de iones de sodio tienen una resistencia interna más alta que las de iones de litio y es menos probable que se calienten durante un cortocircuito, lo que proporciona un mayor nivel de seguridad.

En términos de rendimiento de multiplicación., sEl rendimiento del multiplicador de carga y descarga de la batería de iones de sodio y los iones de sodio en los electrodos positivo y negativo, el electrolito, así como la interfaz entre ellos en la capacidad de migración, está directamente relacionado con todos los factores que afectan la tasa de migración de los iones de sodio (estos influyen Los factores también se pueden equiparar a la resistencia interna de la batería), afectarán el rendimiento del multiplicador de carga y descarga de las baterías de iones de sodio. Además, la tasa de disipación de calor interna de la batería también es un factor importante que afecta el rendimiento de la multiplicación. Si la tasa de disipación de calor es lenta, el calor acumulado durante la carga y descarga de multiplicación grande no se puede transferir, lo que afectará gravemente la seguridad y la vida útil de la batería de iones de sodio. La estructura cristalina del material del cátodo de iones de sodio. tiene un buen rendimiento de multiplicación y puede responder bien al almacenamiento de energía y al suministro de energía a escala. En términos de velocidad de carga, las baterías de iones de sodio se pueden cargar completamente en solo 10 minutos, en comparación con al menos 40 minutos para las baterías ternarias de litio y 45 minutos para las de fosfato de hierro y litio.

En términos de rendimiento técnico, las deficiencias de las baterías de iones de sodio se reflejan principalmente en la densidad de energía y el ciclo de vida. Delanterodensidad energética, baterías de iones de sodio en el rango de 100-150 Wh/kg, baterías de iones de litio en el rango de 120-180 Wh/kg; para Vida útil, baterías de iones de sodio 2000 veces, baterías de iones de litio 2500 ~ 3000 veces. En la cadena industrial, para las empresas de automóviles, con el avance de los materiales para baterías de iones de sodio, se utilizará más ampliamente en el corto plazo en el mercado eléctrico puro de nivel básico con a alcance más corto. Sus excelentes ventajas de baja temperatura y costos pueden ayudar a las compañías automotrices a mejorar sus ganancias brutas y penetrar en un mercado más amplio. Mientras tanto, bajo la tendencia del efecto de escala, el efecto de reducción de costos del ion sodios Se destaca aún más, y su tasa de penetración en el mercado de almacenamiento de energía también aumentará.