Mae'n amlwg bod y nenfwd ar gyfer y sector ynni newydd yn uwch nag a ragwelwyd, gyda chyfalaf yn dal i lifo i mewn, yn ôl pob golwg yn chwilio am y "Dechnoleg Amperex Gyfoes" neu "BYD" nesaf.
Trosolwg
Mae batris sodiwm-ion (a elwir yn "batris sodiwm") yn fath o fatri ailwefradwy sy'n gweithredu trwy gludo ïonau sodiwm rhwng y catod a'r anod wrth wefru a rhyddhau. Mae eu hegwyddor waith a'u strwythur yn debyg i'r batris lithiwm-ion a ddefnyddir yn helaeth.
Mae sodiwm a lithiwm ill dau yn perthyn i'r un grŵp o elfennau ac yn arddangos ymddygiadau gwefru a rhyddhau electrocemegol "cadair siglo" tebyg. Yn ystod y broses wefru o fatri sodiwm-ïon, mae ïonau sodiwm yn datgysylltu o'r catod ac yn ymgorffori yn yr anod tra bod electronau'n teithio trwy'r gylched allanol. Po fwyaf o ïonau sodiwm sydd wedi'u hymgorffori yn yr anod, yr uchaf yw'r capasiti gwefru. I'r gwrthwyneb, yn ystod y rhyddhau, mae ïonau sodiwm yn dychwelyd o'r anod i'r catod, gan gynyddu'r capasiti rhyddhau wrth i fwy o ïonau sodiwm symud yn ôl.
Egwyddor Weithio
Mae egwyddor waith batris sodiwm-ion yn debyg i egwyddor waith batris lithiwm-ion, sy'n cynnwys mewnosod ac echdynnu ïonau sodiwm i gyflawni trosglwyddo gwefr. Yn ystod rhyddhau, mae ïonau sodiwm yn gadael deunydd yr anod ac yn mynd i mewn i ddeunydd y catod, gydag electronau'n llifo o'r anod i'r catod, gan ryddhau egni.
Yn ystod gwefru, mae ïonau sodiwm yn datgysylltu o ddeunydd y catod ac yn symud i mewn i ddeunydd yr anod trwy'r electrolyt, tra bod electronau'n llifo i mewn i ddeunydd yr anod trwy'r gylched allanol. Yn ddelfrydol, ni ddylai mewnosod ac echdynnu ïonau yn ystod gwefru a rhyddhau newid strwythur y deunydd nac achosi adweithiau ochr gyda'r electrolyt. Fodd bynnag, mae technoleg gyfredol yn wynebu heriau oherwydd radiws mwy o ïonau sodiwm, sy'n arwain at newidiadau strwythur deunydd yn ystod mewnosod ïonau, gan arwain at berfformiad a sefydlogrwydd cylchred is.
Manteision
Dwysedd Ynni:Mae gan gelloedd batri sodiwm-ion ddwysedd ynni o 100-150 Wh/kg fel arfer, tra bod celloedd batri lithiwm-ion fel arfer yn amrywio o 120-200 Wh/kg, gyda systemau teiran nicel uchel yn fwy na 200 Wh/kg. Er bod gan fatris sodiwm-ion ddwysedd ynni is ar hyn o bryd o'i gymharu â batris lithiwm teiran, gallant orgyffwrdd yn rhannol neu gwmpasu ystod dwysedd ynni batris ffosffad haearn lithiwm (120-200 Wh/kg) a batris asid plwm (30-50 Wh/kg).
Ystod Tymheredd Gweithredu a Diogelwch:Mae batris sodiwm-ion yn gweithredu dros ystod tymheredd eang, fel arfer o -40°C i 80°C. Mewn cyferbyniad, mae batris lithiwm-ion teiran fel arfer yn gweithredu rhwng -20°C a 60°C, gyda pherfformiad yn gostwng islaw 0°C. Gall batris sodiwm-ion gynnal dros 80% o Gyflwr Gwefr (SOC) ar -20°C. Yn ogystal, oherwydd gwrthiant mewnol uwch, mae batris sodiwm-ion yn llai tebygol o gynhesu yn ystod cylchedau byr, gan gynnig mwy o ddiogelwch o'i gymharu â batris lithiwm-ion.
Perfformiad Cyfradd:Mae perfformiad cyfradd gwefru a rhyddhau batris sodiwm-ion yn uniongyrchol gysylltiedig â gallu mudo ïonau sodiwm ar y rhyngwyneb electrod-electrolyt. Mae ffactorau sy'n effeithio ar gyflymder mudo ïonau yn effeithio ar berfformiad cyfradd y batri. Yn ogystal, mae'r gyfradd afradu gwres mewnol yn hanfodol ar gyfer diogelwch a hyd oes yn ystod gwefru a rhyddhau cyfradd uchel. Diolch i'w strwythur crisial, mae batris sodiwm-ion yn arddangos perfformiad cyfradd da, gan eu gwneud yn addas ar gyfer storio ynni a chymwysiadau cyflenwi pŵer ar raddfa fawr.
Cyflymder Codi Tâl:Gellir gwefru batris sodiwm-ion yn llawn mewn tua 10 munud, tra bod angen o leiaf 40 munud ar fatris lithiwm teiran, ac mae angen tua 45 munud ar fatris ffosffad haearn lithiwm.
Dosbarthiad Diwydiant
Mae batris sodiwm-ion ar gael mewn gwahanol fathau, gan gynnwys batris sodiwm-sylffwr, batris sodiwm-halen, batris sodiwm-aer, batris sodiwm-ion dyfrllyd, batris sodiwm-ion organig, a batris sodiwm-ion cyflwr solid.
Yn y sector storio ynni, mae'r prif fatris sodiwm a ddefnyddir yn fasnachol yn cynnwys batris sodiwm-sylffwr tymheredd uchel a batris sodiwm-metel clorid yn seiliedig ar systemau electrolyt solet. Mae'r systemau hyn yn defnyddio sodiwm metelaidd fel y deunydd anod gweithredol, a elwir yn fwy cywir yn fatris sodiwm. Yn nodweddiadol, mae'r term batri sodiwm-ion yn cyfeirio at y tri math olaf.
Batris Sodiwm-Sylffwr:Mae'r rhain yn defnyddio sodiwm hylif tawdd fel yr anod a sylffwr elfennol fel y catod, gydag Al2O3 ceramig solet fel yr electrolyt a'r gwahanydd. Mae gan fatris sodiwm-sylffwr egni penodol uchel.
Batris Halen-Sodiwm:Mae'r rhain yn defnyddio sodiwm hylif fel yr anod a deunyddiau clorid metel fel y catod, gyda dargludydd Na+ Al2O3 ceramig fel yr electrolyt.
Batris Sodiwm-Aer:Mae'r catod fel arfer yn defnyddio deunyddiau mandyllog, sy'n darparu llwybrau ar gyfer trylediad nwy a safleoedd ar gyfer adweithiau electrod oherwydd mandylledd y deunydd.
Batris Sodiwm-Ion Organig:Mae'r rhain yn defnyddio deunyddiau carbon caled neu sodiwm-ryngosodedig ar gyfer yr anod, gyda deunyddiau catod yn cynnwys ocsidau metelau trosglwyddo a chyfansoddion polyanionig.
Batris Sodiwm-Ion Dyfrllyd:O'i gymharu â batris electrolyt organig, mae batris sodiwm-ïon dyfrllyd yn defnyddio electrolytau gwahanol, gan gynnig perfformiad diogelwch uwch.
