Perché le batterie agli ioni di sodio sono un punto di svolta
Le batterie agli ioni di sodio e le batterie agli ioni di litio sono emerse nello stesso periodo negli anni '70. Tuttavia, a causa delle limitazioni nelle risorse di ricerca e sviluppo, i progressi sulle batterie agli ioni di sodio sono stati lenti. Non è stato fino al 2010, con rivoluzionari progressi nella ricerca, che il potenziale per la commercializzazione delle batterie agli ioni di sodio ha iniziato a essere preso in considerazione. Nel 2021, il rilascio della prima generazione di batterie agli ioni di sodio da parte di CATL cinese ha spinto le batterie agli ioni di sodio di nuovo sotto i riflettori.
Allora cos'è una batteria agli ioni di sodio?
UNbatteria agli ioni di sodioè una batteria ricaricabile che utilizza ossidi di metallo a strati, composti polianionici o analoghi blu prussiani come materiali catodici e carbonio duro come materiale anodo. I componenti principali di una batteria agli ioni di sodio sono il catodo, l'anodo, l'elettrolita, i collezionisti di corrente e il separatore.
Funziona dal movimento di ioni di sodio tra il catodo e l'anodo. Durante la carica, gli ioni sodio vengono estratti dal catodo, migrare attraverso l'elettrolita e il separatore e vengono inseriti nell'anodo, arricchendolo con sodio. Il processo inverso si verifica durante la dimissione.
A causa delle sue proprietà intrinseche, la batteria agli ioni di sodio offre numerosi vantaggi. In particolare, il suo intervallo di temperatura operativo si estende da -70 ° C a 130 ° C, presentando eccellenti prestazioni a bassa temperatura e stabilità termica.
- prestazioni a bassa temperatura
Le batterie agli ioni di sodio possono trattenere il 90% della loro capacità a una bassa temperatura di -20 ° C, come mostrato nella figura seguente.
Con una conservazione della capacità del 70% anche a -40 ° C, le batterie agli ioni di sodio dimostrano prestazioni eccezionali a bassa temperatura. Ciò li rende adatti per l'implementazione in ambienti di temperatura estremi e una scelta ideale per i sistemi di accumulo di energia su larga scala nelle regioni fredde.
- stabilità termica
Le batterie agli ioni di sodio possono mantenere la normale carica e il ciclo di scarico anche a temperature fino a 80 ° C. Hanno dimostrato prestazioni di sicurezza eccezionali in test come la penetrazione delle unghie, la frantumazione, il sovraccarico e il sovraccarico eccessivo, non esibendo rischi di incendio o esplosione. Inoltre, possono essere dimessi a 0 V senza il rischio di sovraccarico, il che riduce significativamente i rischi di sicurezza durante il trasporto.
Chiaramente, queste eccezionali proprietà delle batterie agli ioni di sodio garantiscono un'adattabilità ambientale senza pari nel settore dello stoccaggio energetico, promettendo ampie prospettive di mercato.
La sicurezza dei sistemi di accumulo di energia è fondamentale sia per lo stoccaggio dell'energia domestica che perStoccaggio di energia commerciale e industrialeapplicazioni. Per gli investitori energetici, bilanciare il costo della costruzione di progetti di accumulo di energia è ugualmente vitale. Pertanto, le batterie agli ioni di sodio, con i loro significativi vantaggi in termini di costi, presentano una soluzione ideale per gli investitori.
Questo perché le batterie agli ioni di sodio utilizzano principalmente sali di sodio come materiali per elettrodi, che sono significativamente più abbondanti e meno costosi dei sali di litio. A causa delle dimensioni maggiori degli ioni di sodio rispetto agli ioni al litio, le batterie agli ioni di sodio offrono un'alternativa economica nelle applicazioni in cui il peso e la densità di energia non sono requisiti critici.
Rispetto alle batterie agli ioni di litio, le batterie agli ioni di sodio offrono i seguenti vantaggi:
- Le materie prime sale di sodio sono abbondanti ed economiche. L'uso dei materiali a base di catodo a base di ferro-manganese-nichel taglia i costi di materia prima a metà rispetto ai materiali catodici ternari utilizzati nelle batterie agli ioni di litio.
- A causa delle proprietà dei sali di sodio, possono essere utilizzati elettroliti a bassa concentrazione (alla stessa concentrazione, la conducibilità dell'elettrolita di sale di sodio è di circa il 20% superiore rispetto agli elettroliti di litio), riducendo i costi.
- Poiché gli ioni di sodio non si lega con alluminio, il foglio di alluminio può essere utilizzato come collettore attuale per l'anodo, riducendo ulteriormente i costi di circa l'8% e peso di circa il 10%.
È prevedibile che, con la maturazione della tecnologia della batteria agli ioni di sodio e la sua applicazione industriale,batterie agli ioni di sodio, Vantando prestazioni superiori a bassa temperatura, stabilità termica e vantaggi in termini di costi, occuperà una posizione cruciale nel futuro mercato di accumulo di energia.
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