Natrio jonų baterijų taikymas ir privalumai

Įvadas

Sparčiai besivystančiame energijos kaupimo pasaulyje natrio jonų akumuliatoriai tampa daug žadanti alternatyva tradiciniams ličio jonų ir švino rūgšties akumuliatoriams. Dėl naujausių technologijų pažangos ir didėjančios tvarių sprendimų paklausos natrio jonų akumuliatorius suteikia unikalių pranašumų. Jie išsiskiria puikiu veikimu esant ekstremalioms temperatūroms, įspūdingomis spartos galimybėmis ir aukštais saugos standartais. Šiame straipsnyje nagrinėjamos įdomios natrio jonų baterijos pritaikymo galimybės ir nagrinėjama, kaip jais būtų galima pakeisti švino rūgšties baterijas ir iš dalies pakeisti ličio jonų baterijas tam tikrais atvejais, kartu siūlant ekonomišką sprendimą.

Kamada galiayra aKinijos natrio jonų baterijų gamintojai, siūlymasParduodama natrio jonų baterijair12V 100Ah natrio jonų baterija, 12V 200Ah natrio jonų baterija, palaikymaspritaikyta nano baterijaįtampa (12V, 24V, 48V), talpa (50Ah, 100Ah, 200Ah, 300Ah), funkcija, išvaizda ir pan.

1.1 Keli natrio jonų akumuliatoriaus pranašumai

Natrio jonų akumuliatorius, suderintas su ličio geležies fosfatu (LFP) ir trijų dalių ličio baterijomis, pasižymi stipriomis savybėmis ir sritimis, kurias reikia tobulinti. Pradėjus masinę šių baterijų gamybą, tikimasi, kad jos bus naudingos dėl žaliavų, puikios talpos išlaikymo esant ekstremalioms temperatūroms ir išskirtinio greičio. Tačiau šiuo metu jų energijos tankis yra mažesnis ir jų ciklas trumpesnis, o tai yra sritys, kurias vis dar reikia tobulinti. Nepaisant šių iššūkių, natrio jonų akumuliatorius visais atžvilgiais lenkia švino-rūgšties baterijas ir yra pasirengęs jas pakeisti, nes didėja gamybos apimtis ir mažėja sąnaudos.

Natrio jonų, ličio jonų ir švino rūgšties baterijų našumo palyginimas

1.1.1 Didesnė natrio jonų akumuliatoriaus talpa esant ekstremalioms temperatūroms

Natrio jonų akumuliatorius yra čempionas, kai reikia atlaikyti ekstremalias temperatūras, efektyviai veikiantis nuo -40°C iki 80°C. Aukštoje temperatūroje (55°C ir 80°C) jie išsikrauna daugiau nei 100% vardinės talpos ir vis tiek išlaiko daugiau nei 70% vardinės talpos esant -40°C. Jie taip pat palaiko įkrovimą esant -20°C ir yra beveik 100 % efektyvus.

Kalbant apie našumą žemoje temperatūroje, natrio jonų akumuliatorius lenkia tiek LFP, tiek švino rūgšties baterijas. Esant -20 °C temperatūrai, natrio jonų akumuliatoriai išlaiko apie 90 % savo talpos, o LFP baterijos sumažėja iki 70 %, o švino rūgšties baterijos – tik 48 %.

Natrio jonų akumuliatoriaus (kairėje) LFP baterijų (viduryje) ir švino rūgšties baterijų (dešinėje) iškrovimo kreivės esant įvairioms temperatūroms

1.1.2 Išskirtinis natrio jonų akumuliatoriaus našumas

Dėl mažesnio Stokso skersmens ir mažesnės tirpimo energijos poliniuose tirpikliuose natrio jonai pasižymi didesniu elektrolitų laidumu, palyginti su ličio jonais. Stokso skersmuo – tai rutulio dydžio matas skystyje, kuris nusėda tokiu pat greičiu kaip ir dalelė; mažesnis skersmuo leidžia greičiau judėti. Mažesnė tirpinimo energija reiškia, kad natrio jonai gali lengviau išmesti tirpiklio molekules ant elektrodo paviršiaus, sustiprinti jonų difuziją ir pagreitinti jonų kinetiką elektrolite.

Solvatuotų jonų dydžių ir natrio bei ličio tirpimo energijos (KJ/mol) palyginimas skirtinguose tirpikliuose

Šis didelis elektrolitų laidumas užtikrina įspūdingą greitį. Natrio jonų baterija gali įkrauti iki 90 % vos per 12 minučių – greičiau nei ličio jonų ir švino rūgšties akumuliatoriai.

Greito įkrovimo našumo palyginimas

1.1.3 Puikus natrio jonų akumuliatoriaus saugumas ekstremaliomis sąlygomis

Ličio jonų baterijos gali būti linkusios į šiluminį pabėgimą įvairiomis nepalankiomis sąlygomis, tokiomis kaip mechaninis pažeidimas (pvz., gniuždymas, pradūrimas), piktnaudžiavimas elektra (pvz., trumpasis jungimas, perkrovimas, per didelis iškrovimas) ir terminis piktnaudžiavimas (pvz., perkaitimas). . Jei vidinė temperatūra pasiekia kritinį tašką, tai gali sukelti pavojingas šalutines reakcijas ir sukelti per didelį karštį, dėl kurio gali kilti terminis bėgimas.

Kita vertus, natrio jonų akumuliatorius saugos bandymuose neparodė tų pačių šiluminių problemų. Jie išlaikė perkrovimo / iškrovimo, išorinių trumpųjų jungimų, senėjimo aukštoje temperatūroje ir piktnaudžiavimo bandymus, pvz., gniuždymą, pradūrimą ir ugnies poveikį, be rizikos, susijusios su ličio jonų akumuliatoriais.

2.2 Ekonomiškai efektyvūs sprendimai įvairioms reikmėms, plečiantis rinkos potencialas

Natrio jonų akumuliatorius pasižymi ekonomiškumu įvairiose srityse. Keliose srityse jie pranoksta švino rūgšties akumuliatorius, todėl jie yra patrauklūs pakaitalai tokiose rinkose kaip dviratės mažos maitinimo sistemos, automobilių start-stop sistemos ir telekomunikacijų bazinės stotys. Patobulinus ciklo našumą ir sumažinus sąnaudas dėl masinės gamybos, natrio jonų akumuliatorius taip pat gali iš dalies pakeisti LFP baterijas A00 klasės elektrinėse transporto priemonėse ir energijos kaupimo scenarijuose.

Natrio jonų akumuliatoriaus pritaikymas

• Dviejų ratų mažos galios sistemos:Natrio jonų akumuliatorius pasižymi geresne gyvavimo ciklo kaina ir energijos tankiu, palyginti su švino rūgšties akumuliatoriais.
• Automobilių start-stop sistemos:Puikus jų veikimas aukštoje ir žemoje temperatūroje bei ilgesnis ciklo tarnavimo laikas puikiai atitinka automobilių užvedimo ir sustabdymo reikalavimus.
• Telekomunikacijų bazinės stotys:Dėl didelio saugumo ir per didelio iškrovimo tolerancijos natrio jonų akumuliatorius idealiai tinka palaikyti maitinimą pertrūkių metu.
• Energijos saugykla:Natrio jonų akumuliatorius puikiai tinka energijos kaupimui dėl didelio saugumo, puikaus veikimo temperatūros ir ilgo veikimo.
• A00 klasės elektrinės transporto priemonės:Jie yra ekonomiškas ir stabilus sprendimas, atitinkantis šių transporto priemonių energijos tankio poreikius.

2.2.1 A00 klasės elektrinės transporto priemonės: LFP kainų svyravimų dėl žaliavų sąnaudų problemos sprendimas

A00 klasės elektrinės transporto priemonės, dar žinomos kaip mikroautomobiliai, yra suprojektuotos taip, kad būtų ekonomiškos ir kompaktiškų dydžių, todėl puikiai tinka naviguoti eismą ir rasti automobilių stovėjimo aikštelę perpildytose vietose.

Šioms transporto priemonėms akumuliatoriaus kaina yra svarbus veiksnys. Daugumos A00 klasės automobilių kainos yra nuo 30 000 iki 80 000 CNY, skirtos kainoms jautriai rinkai. Atsižvelgiant į tai, kad akumuliatoriai sudaro didelę transporto priemonės išlaidų dalį, stabilios baterijų kainos yra labai svarbios parduodant.

Šių mikroautomobilių atstumas paprastai yra mažesnis nei 250 km, o tik nedidelė dalis siūlo iki 400 km. Taigi didelis energijos tankis nėra pagrindinis rūpestis.

Natrio jonų baterijos turi stabilias žaliavų sąnaudas, nes jos priklauso nuo natrio karbonato, kurio yra daug ir mažiau svyruoja kainos, palyginti su LFP akumuliatoriais. Jų energijos tankis yra konkurencingas A00 klasės transporto priemonėms, todėl tai yra ekonomiškas pasirinkimas.

2.2.2 Švino rūgštinių baterijų rinka: natrio jonų akumuliatorius yra geresnis, jei jį reikia pakeisti

Švino rūgšties akumuliatoriai dažniausiai naudojami trijose srityse: dviračių transporto priemonių mažose maitinimo sistemose, automobilių start-stop sistemose ir telekomunikacijų bazinės stoties atsarginėse baterijose.

• Dviejų ratų mažos galios sistemos: Natrio jonų akumuliatorius pasižymi puikiu našumu, ilgesniu ciklo tarnavimo laiku ir didesniu saugumu, palyginti su švino rūgšties akumuliatoriais.

• Automobilių start-stop sistemos: Dėl didelio natrio jonų akumuliatoriaus saugumo ir greito įkrovimo jie idealiai pakeičia švino rūgšties baterijas start-stop sistemose.
• Telekomunikacijų bazinės stotys: Natrio jonų akumuliatorius užtikrina geresnį našumą aukštoje ir žemoje temperatūroje, ekonomiškumo ir ilgalaikio saugumo požiūriu, palyginti su švino rūgšties akumuliatoriais.

Natrio jonų akumuliatorius visais atžvilgiais lenkia švino rūgšties baterijas. Dėl galimybės efektyviai dirbti esant ekstremalioms temperatūroms, kartu su didesniu energijos tankiu ir sąnaudų pranašumais natrio jonų akumuliatorius yra tinkamas švino rūgšties akumuliatorių pakaitalas. Tikimasi, kad tobulėjant technologijoms ir didėjant sąnaudų efektyvumui, dominuos natrio jonų baterija.

Išvada

Tęsiant naujoviškų energijos kaupimo sprendimų paieškas,Natrio jonų baterijaišsiskirti kaip universalus ir ekonomiškas pasirinkimas. Dėl jų gebėjimo gerai veikti plačiame temperatūrų diapazone, kartu su įspūdingomis spartos galimybėmis ir patobulintomis saugos funkcijomis, jie yra stiprūs konkurentai baterijų rinkoje. Nesvarbu, ar maitinate A00 klasės elektra varomas transporto priemones, pakeičiate švino rūgšties baterijas mažose maitinimo sistemose, ar palaikote telekomunikacijų bazines stotis, natrio jonų akumuliatorius yra praktiškas ir perspektyvus sprendimas. Dėl nuolatinės pažangos ir galimo sąnaudų mažinimo dėl masinės gamybos, natrio jonų technologija vaidins pagrindinį vaidmenį formuojant energijos kaupimo ateitį.