Hè evidente chì u tettu per u novu settore energeticu hè più altu di ciò chì era previstu, cù u capitale chì cuntinueghja à affluisce, apparentemente in cerca di a prossima "Tecnulugia Amperex Cuntempuranea" o "BYD".
Panoramica
E batterie à ioni di sodiu (chjamate "batterie à sodiu") sò un tipu di batteria ricaricabile chì funziona trasferendu ioni di sodiu trà u catodu è l'anodu durante a carica è a scarica. U so principiu di funziunamentu è a so struttura sò simili à e batterie à ioni di litiu largamente aduprate.
Sia u sodiu sia u litiu appartenenu à u listessu gruppu d'elementi è mostranu cumpurtamenti simili di carica è scarica elettrochimica "à sedia a dondolo". Durante u prucessu di carica di una batteria à ioni di sodiu, l'ioni di sodiu si staccanu da u catodu è s'incrustanu in l'anodu mentre l'elettroni viaghjanu per u circuitu esternu. Più ioni di sodiu ci sò incrustati in l'anodu, più alta hè a capacità di carica. À u cuntrariu, durante a scarica, l'ioni di sodiu tornanu da l'anodu à u catodu, aumentendu a capacità di scarica mentre più ioni di sodiu si movenu in daretu.
Principiu di travagliu
U principiu di funziunamentu di e batterie à ioni di sodiu hè simile à quellu di e batterie à ioni di litiu, chì implica l'inserimentu è l'estrazione di ioni di sodiu per ottene u trasferimentu di carica. Durante a scarica, l'ioni di sodiu escenu da u materiale di l'anodu è entranu in u materiale di u catodu, cù l'elettroni chì scorrenu da l'anodu à u catodu, liberendu energia.
Durante a carica, l'ioni di sodiu si staccanu da u materiale di u catodu è si movenu in u materiale di l'anodu attraversu l'elettrolitu, mentre chì l'elettroni scorrenu in u materiale di l'anodu attraversu u circuitu esternu. Idealmente, l'inserzione è l'estrazione di ioni durante a carica è a scarica ùn devenu micca alterà a struttura di u materiale o causà reazioni laterali cù l'elettrolitu. Tuttavia, a tecnulugia attuale si trova di fronte à sfide per via di u raghju più grande di l'ioni di sodiu, chì porta à cambiamenti di a struttura di u materiale durante l'inserzione di ioni, risultendu in una diminuzione di e prestazioni è di a stabilità di u ciclu.
Vantaghji
Densità di l'energia:E cellule di batteria à ioni di sodiu anu tipicamente una densità energetica di 100-150 Wh/kg, mentre chì e cellule di batteria à ioni di litiu generalmente varianu da 120-200 Wh/kg, cù sistemi ternari à altu nichel chì superanu i 200 Wh/kg. Ancu s'è e batterie à ioni di sodiu anu attualmente una densità energetica più bassa paragunata à e batterie ternarie à u litiu, ponu parzialmente sovrappone si o copre a gamma di densità energetica di e batterie à fosfatu di litiu-ferru (120-200 Wh/kg) è di e batterie à piombu-acidu (30-50 Wh/kg).
Gamma di temperatura di funziunamentu è sicurezza:E batterie à ioni di sodiu funzionanu in una larga gamma di temperature, tipicamente da -40 °C à 80 °C. In cuntrastu, e batterie ternarie à ioni di litiu funzionanu di solitu trà -20 °C è 60 °C, cù prestazioni chì diminuiscenu sottu à 0 °C. E batterie à ioni di sodiu ponu mantene più di l'80% di u Statu di Carica (SOC) à -20 °C. Inoltre, per via di una resistenza interna più elevata, e batterie à ioni di sodiu sò menu propensi à u riscaldamentu durante i cortocircuiti, offrendu una maggiore sicurezza paragunata à e batterie à ioni di litiu.
Prestazione di a tarifa:A prestazione di a velocità di carica è scarica di e batterie à ioni di sodiu hè direttamente ligata à a capacità di migrazione di l'ioni di sodiu à l'interfaccia elettrodu-elettrolitu. I fattori chì influenzanu a velocità di migrazione di l'ioni anu un impattu nantu à a prestazione di a velocità di a batteria. Inoltre, a velocità di dissipazione di u calore internu hè cruciale per a sicurezza è a durata di vita durante a carica è a scarica à alta velocità. Grazie à a so struttura cristallina, e batterie à ioni di sodiu mostranu una bona prestazione di velocità, chì li rende adatte per l'accumulazione di energia è l'applicazioni di alimentazione à grande scala.
Velocità di carica:E batterie à ioni di sodiu ponu esse caricate cumpletamente in circa 10 minuti, mentre chì e batterie à u litiu ternarie necessitanu almenu 40 minuti, è e batterie à u fosfatu di litiu-ferru necessitanu circa 45 minuti.
Classificazione di l'industria
E batterie à ioni di sodiu sò dispunibili in diversi tipi, cumprese batterie à sodiu-zolfu, batterie à sodiu-sale, batterie à sodiu-aria, batterie à ioni di sodiu acquose, batterie à ioni di sodiu organiche è batterie à ioni di sodiu à statu solidu.
In u settore di l'accumulazione d'energia, e principali batterie di sodiu applicate cummercialmente includenu batterie di sodiu-zolfu à alta temperatura è batterie di sodiu-cloruru metallicu basate nantu à sistemi elettrolitici solidi. Quessi sistemi utilizanu u sodiu metallicu cum'è materiale anodicu attivu, più precisamente chjamate batterie di sodiu. Tipicamente, u termine batteria à ioni di sodiu si riferisce à l'ultimi trè tippi.
Batterie di sodiu-zolfu:Quessi utilizanu sodiu liquidu fusu cum'è anodu è zolfu elementale cum'è catodu, cù Al2O3 ceramicu solidu cum'è elettrolitu è separatore. E batterie sodiu-zolfu anu una alta energia specifica.
Batterie à u sodiu è à u sale:Quessi utilizanu sodiu liquidu cum'è anodu è materiali di cloruru metallicu cum'è catodu, cù ceramica Al2O3 cunduttore Na+ cum'è elettrolitu.
Batterie Sodiu-Aria:U catodu usa tipicamente materiali porosi, chì furniscenu vie per a diffusione di gas è siti per e reazioni di l'elettrodi per via di a porosità di u materiale.
Batterie à ioni di sodiu organici:Quessi utilizanu materiali intercalari di carbone duru o di sodiu per l'anodu, cù materiali catodici chì includenu ossidi di metalli di transizione è cumposti polianionichi.
Batterie à ioni di sodiu acquosi:In paragone cù e batterie elettrolitiche organiche, e batterie à ioni di sodiu acquosi utilizanu elettroliti diversi, chì offrenu prestazioni di sicurezza più elevate.
