Et ass kloer, datt d'Plafong fir den neien Energiesecteur méi héich ass wéi erwaart, well de Kapital ëmmer nach erafléisst, anscheinend op der Sich no der nächster "zäitgenëssescher Amperex Technologie" oder "BYD".
Iwwersiicht
Natrium-Ionen-Batterien (och als "Natriumbatterien" bezeechent) sinn eng Zort nofëllbar Batterie, déi funktionéiert andeems Natriumionen tëscht der Kathod an der Anod beim Oplueden an Entlueden transportéiert ginn. Hire Funktionsprinzip a Struktur sinn ähnlech wéi déi wäit verbreet Lithium-Ionen-Batterien.
Souwuel Natrium wéi och Lithium gehéieren zu der selwechter Grupp vun Elementer a weisen ähnlech elektrochemesch Oplued- an Entluedungsverhalen wéi e "Schaukelstull". Wärend dem Opluedprozess vun enger Natrium-Ionen-Batterie léisen sech Natriumionen vun der Kathod an agebett sech an d'Anod, während d'Elektronen duerch den externen Circuit reesen. Wat méi Natriumionen an der Anod agebett sinn, wat méi héich d'Opluedkapazitéit ass. Am Géigendeel, wärend der Entluedung, kommen d'Natriumionen vun der Anode an d'Kathode zréck, wouduerch d'Entluedungskapazitéit eropgeet, well méi Natriumionen sech zréckbeweegen.
Aarbechtsprinzip
De Funktionsprinzip vun Natrium-Ionen-Batterien ass ähnlech wéi dee vu Lithium-Ionen-Batterien, andeems Natriumionen agesat an extrahéiert ginn, fir en Ladungstransfer z'erreechen. Wärend der Entladung verloossen d'Natriumionen den Anodematerial an an d'Kathodematerial, woubei d'Elektronen vun der Anode an d'Kathode fléissen an Energie fräisetzen.
Beim Oplueden léisen sech Natriumionen vum Kathodematerial a beweege sech iwwer den Elektrolyt an d'Anodematerial, während Elektronen iwwer den externen Circuit an d'Anodematerial fléissen. Am Idealfall sollt d'Asetzen an d'Extraktioun vun Ionen beim Oplueden an Entlueden d'Struktur vum Material net veränneren oder Niewereaktiounen mam Elektrolyt verursaachen. Déi aktuell Technologie steet awer virun Erausfuerderungen wéinst dem gréissere Radius vun Natriumionen, wat zu Ännerungen an der Materialstruktur beim Ionenasetzen féiert, wat zu enger verréngerter Zyklusleistung a Stabilitéit féiert.
Virdeeler
Energiedicht:Natrium-Ionen-Batteriezellen hunn typescherweis eng Energiedicht vun 100-150 Wh/kg, während Lithium-Ionen-Batteriezellen am Allgemengen tëscht 120-200 Wh/kg leien, mat ternäre Systemer mat héijem Nickelgehalt, déi iwwer 200 Wh/kg leien. Och wann Natrium-Ionen-Batterien de Moment eng méi niddreg Energiedicht hunn am Verglach mat ternäre Lithium-Batterien, kënne se sech deelweis iwwerlappen oder den Energiedichtberäich vu Lithium-Eisenphosphat-Batterien (120-200 Wh/kg) a Bläi-Säure-Batterien (30-50 Wh/kg) ofdecken.
Betribstemperaturberäich a Sécherheet:Natrium-Ionen-Batterien funktionéieren iwwer e breede Temperaturberäich, typescherweis vun -40°C bis 80°C. Am Géigesaz dozou funktionéieren ternär Lithium-Ionen-Batterien normalerweis tëscht -20°C an 60°C, mat enger Leeschtung déi ënner 0°C ofhëlt. Natrium-Ionen-Batterien kënnen iwwer 80% Ladezoustand (SOC) bei -20°C behalen. Zousätzlech si Natrium-Ionen-Batterien wéinst hirem méi héijen internen Widderstand manner ufälleg fir Erhëtzung bei Kuerzschluss a bidden dofir eng méi grouss Sécherheet am Verglach mat Lithium-Ionen-Batterien.
Leeschtung bewäerten:D'Lade- an Entladungsleistung vun Natrium-Ionen-Batterien hänkt direkt mat der Migratiounsfäegkeet vun Natriumionen op der Grenzfläche tëscht Elektrode an Elektrolyt zesummen. Faktoren, déi d'Ionenmigratiounsgeschwindegkeet beaflossen, beaflossen d'Leeschtung vun der Batterie. Zousätzlech ass déi intern Wärmeofléisungsquote entscheedend fir d'Sécherheet an d'Liewensdauer beim Laden an Entladen mat héijer Geschwindegkeet. Dank hirer Kristallstruktur weisen Natrium-Ionen-Batterien eng gutt Geschwindegkeetsleistung, wat se fir Energiespeicher an Uwendungen an der grousser Stroumversuergung gëeegent mécht.
Opluedgeschwindegkeet:Natrium-Ionen-Batterien kënnen a ronn 10 Minutte voll gelueden ginn, während ternär Lithium-Batterien op d'mannst 40 Minutte brauchen an Lithium-Eisenphosphat-Batterien ongeféier 45 Minutte brauchen.
Branchenklassifikatioun
Natrium-Ionen-Batterien gëtt et a verschiddenen Zorten, dorënner Natrium-Schwefel-Batterien, Natrium-Salz-Batterien, Natrium-Loft-Batterien, wässereg Natrium-Ionen-Batterien, organesch Natrium-Ionen-Batterien a Festkierper-Natrium-Ionen-Batterien.
Am Energiespeichersecteur gehéieren zu de primär kommerziell agesate Natriumbatterien Héichtemperatur-Natrium-Schwefelbatterien a Natrium-Metallchlorid-Batterien op Basis vu feste Elektrolytsystemer. Dës Systemer benotzen metallescht Natrium als aktivt Anodematerial, méi genee Natriumbatterien genannt. Typesch bezitt sech den Ausdrock Natrium-Ionen-Batterie op déi lescht dräi Zorten.
Natrium-Schwefel Batterien:Dës benotzen geschmollte flëssegt Natrium als Anode an elementar Schwefel als Kathod, mat festem Keramik Al2O3 als Elektrolyt an Trennstoff. Natrium-Schwefel Batterien hunn eng héich spezifesch Energie.
Natrium-Salz Batterien:Dës benotzen flëssegt Natrium als Anod a Metallchloridmaterialien als Kathod, mat Na+-Leeder Al2O3-Keramik als Elektrolyt.
Natrium-Loft Batterien:D'Kathode benotzt typescherweis poréis Materialien, déi Weeër fir d'Gasdiffusioun a Plazen fir Elektrodenreaktiounen ubidden, wéinst der Porositéit vum Material.
Organesch Natrium-Ionen-Batterien:Dës benotzen haart Kuelestoff oder Natrium-interkaléiert Materialien fir d'Anode, mat Kathodematerialien, déi Iwwergangsmetalloxide a polyanionesch Verbindungen enthalen.
Waasserbaséiert Natrium-Ionen-Batterien:Am Verglach mat organeschen Elektrolyt-Batterien benotzen wässereg Natrium-Ionen-Batterien aner Elektrolyte, wat eng méi héich Sécherheetsleistung bitt.
