Електрохімічне зберігання енергії - це процес накопичення, вивільнення та управління енергією, який здійснюється за допомогою акумуляторів. Принцип його роботи полягає в технології зберігання енергії та заходах, які зберігають електричну енергію за допомогою носіїв або обладнання та вивільняють її за потреби.
Відповідно до технічного шляху, електрохімічне зберігання енергії зазвичай можна розділити на різні вторинні акумуляторні накопичувачі енергії, такі як літій-іонні акумулятори, натрій-іонні акумулятори, батареї проточних елементівсвинцево-кислотні акумулятори та новітні технології. У цій статті ми в основному пояснимо різні технології зберігання енергії через Іонно-натрієвий акумулятор проти літій-іонного.
</img
Вступ до літій-іонних та натрій-іонних акумуляторів
Літій-іонні акумулятори наразі є найпоширенішою новою технологією зберігання енергії. Її типові технічні характеристики: висока щільність енергії, переважно від 140 Вт/кг до 220 Вт/кг, і час циклу від 2 000 до 10 000 разів. Ефективність перетворення енергії становить близько 85%-90%, а швидкість відгуку висока, зазвичай на рівні мілісекунд.
Літій-іонні акумулятори зазвичай складаються з позитивних електродів, негативних електродів, електролітів, сепараторів і супутніх допоміжних матеріалів. Серед них електродні матеріали та електроліти є ключовими ланками, які впливають на продуктивність літій-іонних акумуляторів. Відповідно до різних катодних матеріалів, літій-іонні батареї можна в основному розділити на літій-залізо-фосфатні батареї, нікель-кобальт-марганцеві потрійні літієві батареї, літій-кобальт-оксидні батареї та літій-манганатні батареї. Різні технічні маршрути підходять для різних галузей, в основному для побутових батарей, силових батарей і батарей для зберігання енергії.
Перш за все, натрій-іонні акумулятори за принципом дії дуже схожі на літієві батареї, тобто заряджання та розряджання відбувається за рахунок використання міграції Na+ між позитивним та негативним електродами в обох напрямках. Під час зарядка акумулятораNa+ виходить з позитивного електрода, проходить через сепаратор крізь електроліт і вбудовується в негативний електрод, так що позитивний електрод перебуває в бідному на натрій стані з високим потенціалом, а негативний електрод - в багатому на натрій стані з низьким потенціалом. Процес розряду протилежний.
Іонно-натрієвий акумулятор проти літій-іонного - порівняння вартості
Ресурси літію все ще відносно обмежені у світі, але натрій не є дефіцитним. Тому, коли ціна на карбонат літію зростає, а ціна на літієві батареї також зростає, натрієві батареї знову з'являються в баченні галузі. Заміна дешевого натрію на літій дозволить створити натрієву батарею, яка дещо поступатиметься за характеристиками, але буде дешевшою та економічно ефективнішою в цілому. Це первісний намір натрієвих батарей, на якому знову наголошують.
Але зараз, коли ціна на карбонат літію падає, ціни на інші матеріали в промисловому ланцюжку також різко впали. Зараз ціна на літій-залізо-фосфатні акумулятори впала нижче 0,5 юанів/Вт-год, а остання ціна становить 0,47 юанів/Вт-год, тоді як поточна ціна на натрієві акумуляторні елементи становить близько 0,67 юанів/Вт-год. У такому порівнянні економічна перевага іонів натрію зникає. Якщо порівнювати натрієві та літієві батареї на одному рівні, то літієві батареї все одно кращі.
Іонно-натрієвий акумулятор проти літій-іонного - специфічні відмінності
- Щільність енергії нижча, ніж у літієвих батарей
Поточна щільність енергії натрій-іонних акумуляторів становить 120-150 Вт-год/кг, що нижче, ніж у нинішніх щільність енергії літієвої батареї 150-180 Вт-год/кг, і існує певний розрив між щільністю енергії потрійних літієвих батарей 200-250 Вт-год/кг. Через розрив у щільності енергії з літієвими батареями, натрієві батареї можуть використовуватися лише в низькошвидкісних транспортних засобах, транспортних засобах класу А0 або моделях з дальністю пробігу менше 400 кілометрів в автомобільній галузі. - У порівнянні з літій-залізо-фосфатними акумуляторами, вони мають меншу тривалість циклу роботи.
Іони натрію більші за розміром, їх важко деінтеркалювати, і вони мають низьку продуктивність циклу. Радіус іонів натрію більший, ніж у іонів літію, тому іони натрію відносно стабільні в жорсткій структурі і важко піддаються оборотній деінтеркаляції. Навіть якщо деінтеркаляція може відбутися, потужність інтеркаляції іонів натрію і деінтеркаляції дуже повільна і може легко викликати незворотні фазові зміни в структурі електродного матеріалу, тим самим знижуючи продуктивність циклу акумулятора. В даний час час циклу натрій-іонних акумуляторів, як правило, становить 2000-3000 разів, а час циклу літій-залізо-фосфатних акумуляторів - 3000-6000 разів. - Відмінності у виробничих процесах між натрієвими та літієвими батареями
Процес виробництва натрій-іонних акумуляторів подібний до процесу виробництва літій-іонних акумуляторів, в основному включає виготовлення полюсних елементів (перемішування позитивного і негативного електродів, нанесення покриття, прокатка, штампування тощо) та складання акумулятора (намотування/ламінування, інкапсуляція оболонки, впорскування рідини, формування, об'ємне розділення та сортування тощо). Виробничі лінії обох етапів сумісні, а виробниче обладнання можна використовувати спільно.
Оскільки натрій-іонні батареї можуть використовувати алюмінієву фольгу в якості струмознімача негативного електрода, для позитивного і негативного електродів можна використовувати однакові алюмінієві вкладки, а пов'язані з цим процеси, такі як зварювання вкладок, можуть бути спрощені. Таким чином, існуюча виробнича лінія для складання літій-іонних акумуляторів може бути використана для виробництва натрій-іонних акумуляторів з невеликими модифікаціями і коригуванням параметрів. Вартість заміни натрій-іонних акумуляторів дуже низька.
Хоча дослідження і розробка та масове виробництво натрієвої електроенергії в даний час просуваються впорядковано. Однак через нинішнє різке зниження ціни на карбонат літію вартість натрієвої електроенергії не має значної переваги в короткостроковій перспективі, що певною мірою затримало прогрес широкомасштабної комерціалізації натрієвої електроенергії.
Іонно-натрієві акумулятори проти літій-іонних - сфери застосування
Оскільки продуктивність натрієвих батарей гірша, ніж у літієвих (на тому ж рівні), на сьогоднішній день натрієві батареї не використовуються в автомобілях середнього і високого класу, оскільки існує розрив між ними в щільності енергії і швидкості зарядки в порівнянні з літієвими батареями.
Наразі основними сферами застосування натрієвих батарей є двоколісні транспортні засоби, автомобілі класу А00 та накопичувачі енергії. І ще довгий час натрієві батареї в основному будуть використовуватися тільки в цих трьох сферах.
Акумулятори енергії, як правило, є літій-залізо-фосфатними батареями, і конкуренція на цьому ринку дуже жорстка. Акумулятори конкурують за ціною, тому натрієвим батареям непросто вийти на ринок накопичення енергії. Зокрема, великомасштабне зберігання енергії має вимоги до кількості циклів, як правило, більше 6 000 разів. Але зараз кількість циклів натрієвих батарей насправді становить лише 2000-3000 разів. Розраховано таким чином, навіть якщо ціна натрієвих батарей буде нижчою, їм буде важко вийти на мережеве зберігання енергії на ринку.
Ринок накопичувачів енергії є відносно професійним ринком, і у великомасштабному накопиченні енергії домінують підприємства. Ці підприємства будуть тестувати продуктивність акумуляторів і всебічно враховувати ціну та термін служби. Тому, якщо натрієві батареї хочуть отримати частку ринку акумуляторів для зберігання енергії, вони повинні бути технологічно інноваційними.
+86 - 18925002618
