Натрий-ионные батареи, которые мы упустили.

Еще в 1980-х годах изучались натрий-ионные аккумуляторы и литий-ионные аккумуляторы. С успешной коммерциализацией литий-ионных батарей исследования натриево-ионных батарей постепенно замедлились. В настоящее время литий-ионные аккумуляторы можно охарактеризовать как «литий-ионные аккумуляторы», но с появлением электромобилей и интеллектуальных сетей широкомасштабное развитие литий-ионных аккумуляторов будет сдерживаться из-за нехватки литиевых ресурсов. . По сравнению с литием запасы натрия многочисленны, широко распространены, дешевы и имеют такие же физико-химические свойства, что и литий. Таким образом, исследования натриево-ионных аккумуляторов снова привлекли к себе пристальное внимание научных и промышленных кругов.

Принцип действия ионно-натриевых батарей аналогичен принципу работы ионно-литиевых батарей. При зарядке Na + удаляется из материала положительного электрода, а материал отрицательного электрода внедряется в электролит. В то же время электроны переносятся на отрицательный электрод через внешнюю цепь для поддержания баланса заряда; При разряде все наоборот. По сравнению с литий-ионными батареями преимущество ионно-натриевых батарей состоит в том, что они богаты ресурсами - ресурсы натрия составляют около 2,64% запасов элементов земной коры, они дешевы и широко распространены. Однако порог технологии натриево-ионных аккумуляторов выше, чем у литиевых электрических батарей, и их основные материалы, процессы сборки и т. Д. Не являются простой трансплантацией технологии. Таким образом, существует относительно немного компаний и учреждений для углубленных исследований, и ионно-натриевые батареи также не получили широкого распространения. Кроме того, у ионно-натриевых батарей есть некоторые недостатки. Например, в отношении объемной энергии и удельной мощности есть возможности для дальнейшего улучшения в будущем.

Разработка ионно-натриевых батарей также принесла хорошие результаты в последние годы. В конце 2015 года французская исследовательская группа значительно улучшила материалы для перезаряжаемых батарей и впервые разработала стандартную натриево-ионную батарею 18650. В 2015 году Лиюньмин, докторант Института физики Китайской академии наук, и Хуйонгшэн, исследователь, совершили прорыв в области углеродных отрицательных материалов для натриево-ионных аккумуляторов, используя более дешевый антрацит в качестве прекурсора путем простого измельчения и Одностадийная карбонизация дает углеродный отрицательный материал с превосходными свойствами хранения натрия.

Понятно, что ионно-натриевые батареи обладают высокой стабильностью, высокой безопасностью, длительным сроком службы, широким спектром применения, легкостью получения сырья, простой технологией переработки отходов и отсутствием загрязнения. Ожидается, что разработка недорогих натриево-ионных аккумуляторов будет применяться в низкоскоростных электромобилях и в производстве низкоскоростных электромобилей, не содержащих свинца. В зарубежных странах ионно-натриевые батареи в основном используются в областях с высокими требованиями к безопасности, таких как системы общественного транспорта, базовые станции связи, домашнее хранилище энергии и сетевое хранилище энергии.

В связи с энергичным развитием индустрии аккумуляторов соответствующие учреждения и предприятия в стране и за рубежом продолжают разрабатывать новые технологии, чтобы занять командные высоты до того, как эта отрасль возникнет.

По сообщениям зарубежных СМИ, недавно разработанная Toyota технология ионов натрия может эффективно увеличить дальность действия электромобилей - до поразительных 1000 километров (620 миль), а цена еще ниже. Новая батарея Toyota представляет собой натриево-ионную батарею, в которой в качестве положительного электрода используется соединение природного происхождения, а напряжение батареи составляет 30% от литий-ионной батареи Gaochu. Toyota ускоряет исследования, чтобы ввести его в практическое применение примерно к 2020 году. Согласно отчету, после того, как аккумулятор будет коммерциализирован, он будет дешевле традиционных литиевых аккумуляторов.

Батареи Bic также показали, что ее исследования и разработки ионно-натриевых аккумуляторов вошли в экспериментальную стадию, и были внесены технические улучшения в низкую плотность энергии ионно-натриевых аккумуляторов для снижения затрат на автомобили.

18 января 2017 года Chaowei Group и General Electric Company («GE») провели церемонию подписания проекта сотрудничества по совместному предприятию натриевых батарей Durathon в Чансине, провинция Чжэцзян. Объединив свои соответствующие промышленные и технологические преимущества, обе стороны совместно учредили совместное предприятие по расширению области применения натриевых и солевых батарей и сделало важный шаг в освоении внутреннего рынка накопителей энергии. После многих лет исследований и разработок технология натриевых батарей Durthon была коммерциализирована. Она имеет характеристики стабильного продукта, высокая безопасность (отсутствие горения или взрыва), высокая плотность энергии и длительный срок службы. В настоящее время GE реализовала проекты по хранению энергии, такие как солнечная энергия, комбинация энергии ветра, пиковое управление и базовые станции связи в 25 странах мира.

На рынке аккумуляторных батарей одновременно развиваются разные технологические направления. Аккумуляторы с разными технологическими маршрутами имеют свои специфические сегменты рынка. В будущем ионно-натриевые батареи могут быть использованы в системах общественного транспорта и низкоскоростных электромобилях. В настоящее время в сфере энергетики происходит большая трансформация, особенно с углублением реформы энергосистемы в нашей стране, развитием энергетического Интернета, растущим противоречием между спросом и предложением электроэнергии, а также проблемой отказа от энергии, хранение энергии будет играть незаменимую роль в будущей энергосистеме. Значение применения натриево-ионных аккумуляторов в областях рассеивания возобновляемой энергии, электростанций с распределенным накоплением энергии, пикового заполнения и других областей привлекает все больше и больше внимания. С развитием технологий исследований и разработок ионно-натриевых аккумуляторов и снижением производственных затрат, его будущее. Рынок стоит с нетерпением ждать.

Страница содержит содержимое машинного перевода.