Na pozadí globálneho prechodu energie a cieľov „duálne uhlíky“, technológia batérií, ako jadro aktivátora skladovania energie, získala značnú pozornosť. V posledných rokoch sa z laboratórií po industrializáciu vynorili batérie sodíkových iónov (SIBS), čím sa po lítium-iónových batériách stáva vysoko očakávaným riešením na skladovanie energie.
Základné informácie o batériách sodíka-iónov
Batérie sodíkových iónov sú typom sekundárnej batérie (nabíjateľné), ktorá používa ako nosiče náboja sodné ióny (NA⁺). Ich pracovný princíp je podobný ako v prípade lítium-iónových batérií: počas nabíjania a vybíjania sa sodíkové ióny rasy medzi katódou a anódou cez elektrolyt, čo umožňuje skladovanie a uvoľňovanie energie.
·Základné materiály: Katóda zvyčajne používa vrstvené oxidy, polyanniónové zlúčeniny alebo analógy pruských modrých; Anóda sa skladá hlavne z tvrdého uhlíka alebo mäkkého uhlíka; Elektrolyt je roztok sodíkovej soli.
·Splatnosť technológie: Výskum sa začal v osemdesiatych rokoch a nedávny pokrok v materiáloch a procesoch významne zlepšil hustotu energie a životnosť cyklu, čím sa komercializácia stáva čoraz uskutočniteľnou.
Batérie sodíkových iónov vs. lítium-iónové batérie: Kľúčové rozdiely a výhody
Aj keď batérie sodíkových iónov zdieľajú podobnú štruktúru s lítium-iónovými batériami, výrazne sa líšia v vlastnostiach materiálu a aplikačných scenároch:
| Porovnávacia dimenzia | Batérie sodíka | Lítium-iónové batérie |
| Hojnosť zdrojov | Sodík je hojný (2,75% v zemskej kôre) a široko distribuovaný | Lítium je vzácne (0,0065%) a geograficky koncentrované |
| Náklady | Nižšie náklady na suroviny, stabilnejší dodávateľský reťazec | Vysoká volatilita ceny pre lítium, kobalt a ďalšie materiály, spoliehajúc sa na dovoz |
| Hustota energie | Nižšie (120-160 WH/kg) | Vyššie (200-300 WH/kg) |
| Výkon nízkej teploty | Udržanie kapacity> 80% pri -20 ℃ | Zlý výkon pri nízkych teplotách, kapacita sa ľahko znižuje |
| Bezpečnosť | Vysoká tepelná stabilita, odolnejšia voči nadmernému nabíjaniu/výtoku | Vyžaduje si prísne riadenie rizík tepelných útekov |
Základné výhody batérií sodíkových iónov:
1.Nízka náklady a udržateľnosť zdrojov: Sodík je široko dostupný v morskej vode a mineráloch, znižuje spoliehanie sa na vzácne kovy a znižuje dlhodobé náklady o 30%-40%.
2. Vysoká bezpečnostná a environmentálna prívetivosť: Bez znečistenia ťažkých kovov, kompatibilné so bezpečnejšími elektrolytovými systémami a vhodné na rozsiahle skladovanie energie.
3. Prispôsobiteľnosť širokého teplotného rozsahu: Vynikajúci výkon v prostredí s nízkym teplotou, ideálny pre chladné oblasti alebo vonkajšie systémy na ukladanie energie.
Vyhliadky na aplikáciu sodíkových iónov batérií
Vďaka technologickému pokroku vykazujú batérie sodíkových iónov veľký potenciál v týchto oblastiach:
1. Rozsiahle systémy na ukladanie energie (ESS):
Ako doplnkové riešenie pre veternú a slnečnú energiu môžu nízke náklady a dlhá životnosť batérií sodíka a dlhá životnosť účinne znížiť vyrovnané náklady na elektrinu (LCOE) a podporovať holenie vrcholu mriežky.
2. Nízkorýchlostné elektrické vozidlá a dvojkolesové vozidlá:
V scenároch s nižšími požiadavkami na hustotu energie (napr. Elektrické bicykle, logistické vozidlá) môžu batérie sodíkových iónov nahradiť olovo-kyslé batérie a ponúkajú environmentálne aj ekonomické výhody.
3. Záložné napájanie a skladovanie energie základných staníc:
Vďaka ich širokému výkonu teplotného rozsahu sú vhodné na potreby zálohovania v aplikáciách citlivých na teplotu, ako sú komunikačné základné stanice a dátové centrá.
Trendy budúceho vývoja
Predpovede priemyslu predpovedajú, že globálny trh s batériou sodíkových iónov do roku 2025 presiahne 5 miliárd dolárov a do roku 2030 dosiahne 10%-15% trhu s lítium-iónovými batériami. Budúce pokyny pre vývoj zahŕňajú:
·Inovácia: Vývoj vysokokapacitných katód (napr. Oxidy s vrstveným oxidom typu O3) a anódové materiály s dlhým životom na zvýšenie hustoty energie nad 200 WH/kg.
·Optimalizácia procesu: Využívanie zrelej lítium-iónovej výroby batérií, aby sa rozšírila výroba batérií sodíka a ďalej znižovala náklady.
·Rozšírenie: Doplnkovanie lítium-iónových batérií na vybudovanie diverzifikovaného portfólia technológií na ukladanie energie.
Záver
Zámerom nárastu batérií sodíkových iónov nie je nahradiť lítium-iónové batérie, ale poskytnúť ekonomickejšiu a bezpečnejšiu alternatívu na skladovanie energie. V kontexte uhlíkovej neutrality si ich príroda vhodný pre zdroje a aplikačná adaptívna povaha zabezpečí svoje miesto v prostredí na skladovanie energie. Ako priekopník v inováciách energetických technológií,DalyBude naďalej monitorovať vývoj technológie batérií sodíkových iónov, ktorá sa zaviazala poskytovať efektívne a udržateľné riešenia energie našim zákazníkom.
Sledujte nás, kde nájdete ďalšie špičkové aktualizácie technológií!
Čas príspevku: február-2015
