As baterias de iões de sódio são muito populares nos últimos tempos, e as linhas de produção e as instalações de armazenamento de energia de baterias de iões de sódio foram instaladas em todo o lado.
Então, o que é uma pilha de iões de sódio? Quais são as suas vantagens e desvantagens? Qual é o cenário de aplicação mais adequado? Quais são as perspectivas de desenvolvimento? Este artigo será objeto de uma breve interpretação.
Qual é a nova tecnologia das baterias de sódio?
A nova tecnologia de bateria de sódio é também uma tecnologia de bateria recarregável, que utiliza iões de sódio como portador de carga, semelhante ao princípio de funcionamento das baterias de iões de lítio.
A principal diferença é a diferença entre os materiais dos eléctrodos positivo e negativo e os electrólitos. Bateria de iões de sódio (PNI) Uma bateria que utiliza iões de sódio para se deslocarem entre os eléctrodos positivo e negativo da bateria para armazenar e libertar energia.
Vantagens da nova tecnologia das pilhas de sódio
Recursos ricos: a abundância de recursos de sódio na crosta terrestre está em sexto lugar, com as vantagens potenciais de recursos ricos, extração simples e baixo custo.
Relação custo-eficácia: O custo das baterias de iões de sódio pode ser reduzido em 30% a 40% em comparação com as baterias de iões de lítio como um todo, e o material do elétrodo positivo e o eletrólito representam a maior proporção da composição do custo do material, ambos até 26%. Por conseguinte, a bateria de iões de sódio apresenta uma vantagem em termos de custo do material, especialmente o material do elétrodo positivo e a estrutura de recolha de fluidos.
Segurança: A resistência interna das baterias de iões de sódio é elevada, a temperatura de fuga térmica é elevada e a sua segurança é elevada.
Desempenho a altas e baixas temperaturas: pode funcionar normalmente na faixa de temperatura de -40 ℃ a 80 ℃, o desempenho de alta e baixa temperatura é excelente.
Capacidade de carregamento rápido: As baterias de iões de sódio têm um bom desempenho de taxa e podem atingir um carregamento rápido.
Desvantagens da nova tecnologia das pilhas de sódio
Baixa densidade energética: Atualmente, o lítio ternário é geralmente de 250wh/kg, o fosfato de ferro-lítio é de 180wh/KG e o óxido de sódio da bateria em camadas será de cerca de 130wh/kg. O material polianiónico será de cerca de 110wh/kg.
Tempos de ciclo reduzidos: o atual sistema de óxido de camada eléctrica de sódio, popular no mercado, o número de ciclos da célula é de cerca de 4000 ciclos, feito de concha quadrada de alumínio, cerca de 2000 ciclos. Naturalmente, não é de excluir que, com o desenvolvimento da tecnologia, a densidade e o número de ciclos aumentem.
Tecnologia imatura: A escala de expedição de matérias-primas de iões de sódio é pequena, o preço é elevado e o percurso técnico não está totalmente finalizado.
O teste de desempenho e a verificação da aplicação no mercado de produtos de baterias de iões de sódio são insuficientes; a acumulação de dados de teste do produto é pequena, não pode suportar uma iteração de desenvolvimento rápido.
Por conseguinte, a nova tecnologia das baterias de sódio ainda não atingiu uma produção em massa e uma aplicação em grande escala.
Aplicação da nova tecnologia de baterias de sódio
Eletrónica portátil: O baixo custo e o longo ciclo de vida das baterias de iões de sódio fazem delas a escolha ideal para aparelhos electrónicos portáteis, como smartphones e tablets.
Electrodomésticos: As características de elevada segurança e proteção ambiental das baterias de iões de sódio fazem delas a fonte de alimentação preferida para aparelhos domésticos, como aspiradores e máquinas de lavar.
Veículos eléctricos: Embora a taxa de carga e descarga e a densidade energética das baterias de iões de sódio sejam inferiores às das baterias de iões de lítio, o seu longo ciclo de vida e o seu baixo custo tornam-nas adequadas para utilização em veículos eléctricos ligeiros, como bicicletas e motociclos eléctricos.
Sistema de armazenamento de energia em grande escala: A capacidade de armazenamento de energia em grande escala e as características de proteção ambiental das baterias de iões de sódio tornam-nas uma solução ideal de armazenamento de energia para instalações de energias renováveis, como as centrais solares e eólicas.
Embora a nova tecnologia das baterias de sódio tenha vantagens óbvias nas áreas acima referidas, devido à sua densidade energética e taxa de carga e descarga relativamente baixas, podem não ser adequadas para utilização em equipamentos que exijam uma elevada densidade energética, como os veículos eléctricos e os drones.
As baterias de iões de sódio vão substituir as baterias de iões de lítio?
A resposta é não. Também pode verificar o pilha de iões de sódio vs iões de lítio artigo no nosso sítio Web para obter mais informações.
Desafios das baterias de iões de sódio
Apesar das vantagens da nova tecnologia das baterias de sódio, estas ainda enfrentam alguns desafios. Em primeiro lugar,
A densidade energética e o ciclo de vida das baterias de iões de sódio são inferiores aos das baterias de iões de lítio(densidade energética das pilhas de lítio). Atualmente, a densidade energética e o ciclo de vida das baterias de iões de sódio são apenas dois terços e metade dos das baterias de fosfato de ferro-lítio, o que torna difícil satisfazer as necessidades das baterias dos automóveis de passageiros.
Embora o potencial de redução de custos das baterias de iões de sódio seja enorme, o custo de produção das baterias de iões de sódio continua a ser superior ao das baterias de iões de lítio devido ao atual pequeno volume global de produção.
Aceitação do mercado e maturidade da cadeia industrial
Do ponto de vista da aceitação pelo mercado e da maturidade da cadeia industrial, as baterias de lítio continuam a ocupar uma posição dominante.
Atualmente, a cadeia industrial das baterias de lítio está relativamente madura, o custo de produção é baixo e tem sido amplamente utilizada em veículos eléctricos, dispositivos móveis e outros domínios.
Em contrapartida, o desenvolvimento industrial da nova tecnologia de baterias de sódio está na sua fase inicial e o desenvolvimento da cadeia industrial conexa não é perfeito. Por exemplo, o sistema material das baterias de iões de sódio ainda não alcançou o consenso da indústria, incluindo materiais de eléctrodos positivos, materiais de eléctrodos negativos e electrólitos, e existem alguns problemas.
O padrão técnico das baterias de iões de sódio não é perfeito e a plataforma de tensão da bateria é diferente em diferentes rotas técnicas, o que coloca requisitos mais elevados no sistema de gestão da bateria e no inversor.
Considerações políticas e ambientais
Além disso, as considerações políticas e ambientais são também factores importantes que afectam a substituição das baterias de lítio por baterias de iões de sódio. A fim de promover o desenvolvimento de energias limpas, muitos países dão apoio político aos veículos movidos a novas energias.
Neste caso, a utilização de baterias de lítio como solução de armazenamento de energia pode ser mais apoiada pelas políticas. Ao mesmo tempo, do ponto de vista ambiental, o processo de fabrico das baterias de iões de sódio é relativamente mais amigo do ambiente, mas o reciclagem de baterias de iões de lítio O sistema está mais maduro.
Tendências futuras do desenvolvimento
Por último, do ponto de vista das tendências de desenvolvimento futuro, as baterias de iões de sódio e as baterias de lítio podem não ser completamente substituídas uma pela outra, mas cada uma delas apresenta uma vantagem num domínio específico. Com o avanço contínuo da tecnologia e a melhoria da cadeia industrial, as baterias de iões de sódio podem apresentar um maior potencial em alguns cenários de aplicação.
Por exemplo, em áreas que exigem um grande volume de armazenamento de energia, mas que têm custos limitados ou requisitos de baixa densidade energética (como o armazenamento de energia em grande escala, autocarros eléctricos, etc.), as baterias de iões de sódio podem tornar-se a primeira escolha.
Conclusão
Em suma, embora as baterias de iões de sódio tenham algumas vantagens e perspectivas de aplicação potenciais, nesta fase e num futuro previsível, não podem substituir completamente o estatuto das baterias de lítio. Cada uma das duas tecnologias de baterias tem as suas próprias vantagens e desempenhará um papel em diferentes domínios.
Com o progresso da ciência e da tecnologia e a melhoria da cadeia industrial, espera-se um padrão de mercado de baterias diversificado e complementar.
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