Фон

Литий-иондук батарейкалар 1990-жылдардан бери кайра заряддоого боло турган батарейкалар катары кеңири колдонулуп келе жатат, анткени алардын кайтарымдуулугу жогору жана циклдин туруктуулугу. Литийдин баасынын олуттуу өсүшү жана литийге жана литий-иондук батарейкалардын башка негизги компоненттерине суроо-талаптын өсүшү менен литий-иондук батарейкалар үчүн чийки заттын жетишсиздиги бизди учурдагы мол элементтердин негизинде жаңы жана арзаныраак электрохимиялык системаларды изилдөөгө мажбур кылууда. . Төмөнкү баадагы натрий-иондук батарейкалар эң жакшы вариант. Натрий-иондук батарея дээрлик литий-иондук батарея менен бирге табылган, бирок анын чоң ион радиусу жана кубаттуулугу төмөн болгондуктан, адамдар литий электр энергиясын изилдөөгө көбүрөөк ыкташат жана натрий-иондук батарея боюнча изилдөө дээрлик токтоп калды. Акыркы жылдарда электр унааларынын жана энергия сактоочу өнөр жайдын тез өсүшү менен, литий-иондук батарейка менен бир эле учурда сунушталган натрий-иондук батарея дагы адамдарды өзүнө тартты.'дын көңүлү.

Литий, натрий жана калий элементтердин мезгилдик системасында бардык щелочтук металлдар болуп саналат. Алар окшош физикалык жана химиялык касиеттерге ээ жана теориялык жактан экинчи батарея материалдары катары колдонулушу мүмкүн. Натрий ресурстары абдан бай, жер кыртышында кеңири таралган жана алынышы жөнөкөй. Литийди алмаштыруучу катары, натрий батарея тармагында көбүрөөк көңүл бурулат. Батареяөндүрүүчүсүsчабыштыруунатрий-иондук батареянын технологиялык маршрутун ишке киргизуу.Жаңы энергияны сактоону өнүктүрүүнү тездетүү боюнча багыт берүүчү пикирлер, Он төртүнчү беш жылдыкта энергетика тармагындагы илимий-техникалык инновациялар планы, жана14-беш жылдыкта жацы энергияны енуктуруунун планын ишке ашыруу.Өнүктүрүү жана реформалоо боюнча улуттук комиссия жана Улуттук энергетика башкармалыгы натрий-иондук батарейкалар сыяктуу энергияны сактоонун жаңы муунун иштеп чыгууну белгилешти. Өнөр жай жана маалыматтык технологиялар министрлиги (MIIT) ошондой эле жаңы энергетика тармагын өнүктүрүү үчүн балласт катары натрий-иондук батарейкалар сыяктуу жаңы батареяларды алдыга жылдырды. Натрий-иондук аккумуляторлор үчүн өнөр жай стандарттары да иштеп жатат. Бул өнөр жай инвестицияларды көбөйтөт деп күтүлүүдө, технология жетилген болуп, өнөр жай чынжыр акырындык менен жакшыртылган, жогорку наркы аткаруу менен натрий-иондук батарея литий-иондук батарея рыногунун бир бөлүгүн ээлейт деп күтүлүүдө.

Натрий-иондук батарейка литий-иондук батареяга каршы

• Натрий-иондук батареянын көмүртек терс электродунун баасы графитке караганда арзаныраак жана чоңураак модификациялык мейкиндикке ээ.
• Алюминий фольгасы натрий-иондук батарейкалардын оң жана терс электроддору үчүн ток чогултуучу катары колдонулушу мүмкүн. Литий-иондук батарейкалардын терс потенциалы төмөн жана дат баспаган жез фольгасын колдонушу керек. Натрий-иондук батарейкалардын терс потенциалы жогору, ошондуктан алар натрий менен эритпейт. Алюминий фольга жез фольгага караганда салмагы жана баасы боюнча төмөн.
• Электролитте Na-нын эригичтиги⁺ Лиге караганда болжол менен 30% төмөн⁺. Эритүү ылдамдыгы жогору, ал эми электрод – электролит интерфейсиндеги заряд өткөрүү каршылыгы аз, бул электроддун жакшы динамикасын камсыз кылат. Ошондуктан, натрий-иондук заряддын разряды жогорку температурада жана төмөнкү температурада жогору, ал эми төмөнкү температуранын көрсөткүчтөрү эң сонун жана тез заряддалышы мүмкүн.
• Натрий-иондук батарейкалар оң электроддук материалдардын кеңири тандоосуна ээ. Мезгилдик таблицанын биринчи катарындагы дээрлик бардык өтмө металл элементтери натрий-иондук батарейкаларда колдонулушу мүмкүн. Бул Na ортосундагы чоң өлчөмдөгү айырма менен шартталган⁺ (радиусу 0,102нм) жана өткөөл металл иондору (радиусу 0,05-0,07нм), бул алардын бөлүнүшүнө шарт түзөт.
• Натрий-иондук батареянын ички каршылыгы литий-иондук батареяга караганда жогору. Кыска туташуу учурунда, көз ирмемдик жылуулук азыраак, температуранын көтөрүлүшү жайыраак жана литий батарейкага караганда жылуулук качуу температурасы жогору, ошондуктан натрий-иондук батарейка коопсуз.
• Натрий-иондун чоң радиусу, ал электрод материалынан чыгарылганда материалдык жарылууга алып келиши мүмкүн, ошентип, батареянын жалпы кинетикалык иштешине жана электроддун бүтүндүгүнө таасир этет.
• Натрий бир кыйла жогору стандарттык электрод потенциалына ээ (литийден 0,33 В жогору), натыйжада энергиянын тыгыздыгы азаят жана энергетика тармагында литий-иондук батарейкалар менен атаандашууну кыйындатат.

Акыркы изилдөө прогресси

Акыркы жылдарда натрий-иондук батарейкалар боюнча изилдөөлөр натрий-иондук батарейкалар үчүн заманбап кобальтсыз катоддук материалды, натрий-иондук батарейкалардын оң электроддору үчүн арзан баада полианиондук сульфатты, натрийдин оң электродунда колдонулган нано-pb кошулмаларын камтыйт. -иондук батарейкалар, натрий-иондук батарейкалар үчүн органикалык анод материалдары боюнча негизги изилдөөлөр, потенциалдуу коммерциялык колдонмолор үчүн, калай негизиндеги металл оксиддери жана натрий-иондук батарейкалар үчүн анод материалдары катары колдонулган сульфиддер, натрий-иондук батарейкалардагы алдыңкы көмүртек материалдарынын наноинженерлери жана колдонуу натрий-иондук батарейкаларды изилдөөдө алдыңкы in situ мүнөздөмөсү. Жалпысынан алганда, ал дагы эле натрий-иондук батарейкалардын жалпы атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн өзгөртүү каражаттарын оптималдаштыруу, даярдоо ыкмаларын жакшыртуу жана натрий сактоо механизмин чалгындоо аспектилеринен жогорку натыйжалуулугун оң жана терс электрод материалдарды алуу үчүн изилдөө очогу болуп саналат.