Það er ljóst að fjárhæðin fyrir nýja orkugeirann er hærri en búist var við, og fjármagn streymir enn inn, að því er virðist í leit að næstu „samtíma Amperex tækni“ eða „BYD“.
Yfirlit
Natríumjónarafhlöður (kallaðar „natríumrafhlöður“) eru tegund endurhlaðanlegra rafhlöðu sem starfa með því að flytja natríumjónir á milli katóðu og anóðu við hleðslu og afhleðslu. Virkni þeirra og uppbygging er svipuð og hjá útbreiddum litíumjónarafhlöðum.
Bæði natríum og litíum tilheyra sama flokki frumefna og sýna svipaða rafefnafræðilega hleðslu- og afhleðsluhegðun eins og „vaggstóll“. Við hleðsluferli natríumjónarafhlöðu losna natríumjónir frá katóðunni og festast í anóðunni á meðan rafeindir ferðast um ytri hringrásina. Því fleiri natríumjónir sem eru í anóðunni, því meiri er hleðslugetan. Aftur á móti, við afhleðslu, snúa natríumjónir aftur frá anóðunni að katóðunni, sem eykur afhleðslugetuna eftir því sem fleiri natríumjónir færast til baka.
Vinnuregla
Virkni natríumjónarafhlöðu er svipuð og í litíumjónarafhlöðum, þar sem natríumjónir eru settar inn og fjarlægðar til að ná fram hleðsluflutningi. Við útskrift fara natríumjónir úr anóðuefninu og inn í katóðuefnið, þar sem rafeindir flæða frá anóðunni að katóðunni og losa orku.
Við hleðslu losna natríumjónir frá katóðuefninu og færast inn í anóðuefnið í gegnum raflausnina, en rafeindir flæða inn í anóðuefnið í gegnum ytri hringrás. Helst ætti innsetning og útdráttur jóna við hleðslu og afhleðslu ekki að breyta uppbyggingu efnisins eða valda aukaverkunum við raflausnina. Hins vegar stendur núverandi tækni frammi fyrir áskorunum vegna stærri radíus natríumjóna, sem leiðir til breytinga á uppbyggingu efnisins við innsetningu jóna, sem leiðir til minnkaðrar afkösts og stöðugleika í hringrásinni.
Kostir
Orkuþéttleiki:Natríumjónarafhlöður hafa yfirleitt orkuþéttleika upp á 100-150 Wh/kg, en litíumjónarafhlöður eru almennt á bilinu 120-200 Wh/kg, þar sem þríhyrningskerfi með háu nikkelinnihaldi fara yfir 200 Wh/kg. Þó að natríumjónarafhlöður hafi nú lægri orkuþéttleika samanborið við þríhyrningslaga litíumrafhlöður, geta þær að hluta til skarast eða náð yfir orkuþéttleikabil litíumjárnfosfatrafhlöður (120-200 Wh/kg) og blýsýrurafhlöður (30-50 Wh/kg).
Rekstrarhitastig og öryggi:Natríumjónarafhlöður virka á breiðu hitastigsbili, venjulega frá -40°C til 80°C. Þríhyrningslaga litíumjónarafhlöður virka hins vegar venjulega á milli -20°C og 60°C, og afköstin minnka undir 0°C. Natríumjónarafhlöður geta viðhaldið yfir 80% hleðsluástandi (SOC) við -20°C. Þar að auki, vegna hærri innri viðnáms, eru natríumjónarafhlöður síður viðkvæmar fyrir hitun við skammhlaup, sem býður upp á meira öryggi samanborið við litíumjónarafhlöður.
Gefðu einkunn fyrir afköst:Hleðslu- og afhleðsluhraði natríumjónarafhlöður er í beinu samhengi við flutningsgetu natríumjóna á millifleti rafskauts og vökva. Þættir sem hafa áhrif á flutningshraða jóna hafa áhrif á hraða rafhlöðunnar. Að auki er innri varmadreifingarhraði mikilvægur fyrir öryggi og endingu við hleðslu og afhleðslu með miklum hraða. Þökk sé kristalbyggingu sinni sýna natríumjónarafhlöður góða hraða, sem gerir þær hentugar til orkugeymslu og stórfelldra aflgjafaforrita.
Hleðsluhraði:Hægt er að hlaða natríumjónarafhlöður að fullu á um 10 mínútum, en þríhlöður litíumrafhlöður þurfa að minnsta kosti 40 mínútur og litíumjárnfosfatrafhlöður þurfa um 45 mínútur.
Flokkun atvinnugreina
Natríumjónarafhlöður eru til í ýmsum gerðum, þar á meðal natríum-brennisteinsrafhlöður, natríum-saltrafhlöður, natríum-loftrafhlöður, vatnskenndar natríumjónarafhlöður, lífrænar natríumjónarafhlöður og natríumjónarafhlöður í föstu formi.
Í orkugeymslugeiranum eru helstu natríumrafhlöður sem eru notaðar í atvinnuskyni meðal annars háhita natríum-brennisteinsrafhlöður og natríum-málmklóríðrafhlöður sem byggjast á föstum raflausnarkerfum. Þessi kerfi nota málmnatríum sem virka anóðuefni, réttara sagt kallaðar natríumrafhlöður. Venjulega vísar hugtakið natríumjónarafhlöður til síðarnefndu þriggja gerðanna.
Natríum-brennisteins rafhlöður:Þessar rafhlöður nota bráðið fljótandi natríum sem anóðu og frumefnisbrennistein sem katóðu, með föstu keramik Al2O3 sem raflausn og aðskilnað. Natríum-brennisteins rafhlöður hafa mikla sértæka orku.
Natríum-salt rafhlöður:Þessir nota fljótandi natríum sem anóðu og málmklóríðefni sem katóðu, með Na+ leiðara Al2O3 keramik sem raflausn.
Natríum-loft rafhlöður:Katóðan notar venjulega porous efni, sem veita leiðir fyrir gasdreifingu og staði fyrir rafskautshvörf vegna porousness efnisins.
Lífrænar natríumjónarafhlöður:Þessar nota hörð kolefnis- eða natríuminnfelld efni fyrir anóðuna, þar sem katóðuefni innihalda umbreytingarmálmoxíð og pólýanjónísk efnasambönd.
Vatnskenndar natríumjónarafhlöður:Í samanburði við lífrænar rafvökva rafhlöður nota vatnskenndar natríumjónarafhlöður mismunandi rafvökva, sem býður upp á meiri öryggisafköst.
