Шинэ эрчим хүчний салбарын дээд хязгаар нь төсөөлж байснаас өндөр байгаа нь илт бөгөөд хөрөнгө оруулалт одоо ч цутгаж байгаа бөгөөд тэд дараагийн "Орчин үеийн Амперекс технологи" эсвэл "BYD"-ийг хайж байгаа бололтой.
Тойм
Натрийн ион батерей ("натрийн батерей" гэж нэрлэдэг) нь цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх үед катод болон анодын хооронд натрийн ионуудыг зөөвөрлөх замаар ажилладаг цэнэглэдэг батерейны нэг төрөл юм. Тэдгээрийн ажиллах зарчим болон бүтэц нь өргөн хэрэглэгддэг лити-ион батерейтай төстэй.
Натри болон лити хоёулаа ижил төрлийн элементүүдэд хамаардаг бөгөөд "найгах сандал"-ын электрохимийн цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх ижил төстэй зан төлөвийг харуулдаг. Натрийн ионы батерейг цэнэглэх явцад натрийн ионууд катодоос салж, анод руу ордог бөгөөд электронууд гадаад хэлхээгээр дамжин өнгөрдөг. Анодод илүү их натрийн ионууд байх тусам цэнэглэх багтаамж өндөр байдаг. Үүний эсрэгээр, цэнэггүйжүүлэх үед натрийн ионууд анодоос катод руу буцаж ирдэг бөгөөд илүү олон натрийн ионууд буцаж хөдлөхөд цэнэггүйжүүлэх багтаамж нэмэгддэг.
Ажиллах зарчим
Натрийн ион батерейны ажиллах зарчим нь лити-ион батерейтай төстэй бөгөөд цэнэг дамжуулахын тулд натрийн ионуудыг оруулах, ялгаруулах үйл явцыг хамардаг. Цэнэг цэнэггүйжүүлэх үед натрийн ионууд анодын материалаас гарч катодын материал руу ороход электронууд анодоос катод руу урсаж, энерги ялгаруулдаг.
Цэнэглэх үед натрийн ионууд катодын материалаас салж, электролитоор дамжин анодын материал руу шилждэг бол электронууд нь гадаад хэлхээгээр дамжин анодын материал руу урсдаг. Хамгийн тохиромжтой нь цэнэглэх, цэнэггүйжүүлэх үед ионуудыг оруулах, гаргаж авах нь материалын бүтцийг өөрчлөх эсвэл электролиттой сөрөг урвал үүсгэх ёсгүй. Гэсэн хэдий ч одоогийн технологи нь натрийн ионуудын том радиусаас шалтгаалан бэрхшээлтэй тулгарч байгаа бөгөөд энэ нь ион оруулах үед материалын бүтцийн өөрчлөлтөд хүргэж, улмаар мөчлөгийн гүйцэтгэл болон тогтвортой байдлыг бууруулдаг.
Давуу талууд
Эрчим хүчний нягтрал:Натрийн ион батерейны эсүүд нь ихэвчлэн 100-150 Втц/кг энергийн нягтралтай байдаг бол лити-ион батерейны эсүүд нь ерөнхийдөө 120-200 Втц/кг хооронд хэлбэлздэг бөгөөд өндөр никель гурвалсан системүүд нь 200 Втц/кг-аас давдаг. Натрийн ион батерейнууд нь одоогоор гурвалсан литийн батерейтай харьцуулахад бага энергийн нягтралтай боловч тэдгээр нь литийн төмрийн фосфатын батерей (120-200 Втц/кг) болон хар тугалганы хүчлийн батерей (30-50 Втц/кг)-ийн энергийн нягтралын хүрээг хэсэгчлэн давхцуулж эсвэл бүрхэж чаддаг.
Ашиглалтын температурын хүрээ ба аюулгүй байдал:Натрийн ион батерей нь өргөн температурын хүрээнд, ихэвчлэн -40°C-аас 80°C хүртэл ажилладаг. Үүний эсрэгээр, гурвалсан лити-ион батерей нь ихэвчлэн -20°C-аас 60°C хооронд ажилладаг бөгөөд 0°C-аас доош гүйцэтгэл буурдаг. Натрийн ион батерей нь -20°C-д 80%-иас дээш цэнэгийн төлөв (SOC)-ийг хадгалах чадвартай. Нэмж дурдахад, дотоод эсэргүүцэл өндөр тул натрийн ион батерей нь богино холболтын үед халаах магадлал багатай тул лити-ион батерейтай харьцуулахад илүү аюулгүй байдлыг хангадаг.
Гүйцэтгэлийг үнэлэх:Натрийн ион батерейны цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх хурдны гүйцэтгэл нь электрод-электролитийн хил дээрх натрийн ионуудын шилжих чадвараас шууд хамаардаг. Ионы шилжих хурдад нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд нь батерейны хурдны гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Нэмж дурдахад, дотоод дулааны тархалтын хурд нь өндөр хурдтай цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх үед аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Натрийн ион батерейнууд нь талст бүтцийн ачаар сайн хурдны гүйцэтгэлийг үзүүлдэг тул эрчим хүч хадгалах болон томоохон хэмжээний цахилгаан хангамжийн хэрэглээнд тохиромжтой.
Цэнэглэх хурд:Натрийн ион батерейг 10 орчим минутын дотор бүрэн цэнэглэх боломжтой бол гурвалсан литийн батерейг дор хаяж 40 минут, литийн төмрийн фосфатын батерейг 45 орчим минут цэнэглэх шаардлагатай.
Салбарын ангилал
Натрийн ион батерей нь натри-хүхрийн батерей, натри-давсны батерей, натри-агаарын батерей, усан натрийн ион батерей, органик натри-ион батерей, хатуу төлөвт натри-ион батерей зэрэг янз бүрийн төрлөөр ирдэг.
Эрчим хүч хадгалах салбарт арилжааны зорилгоор ашигладаг гол натрийн батерейд өндөр температурт натри-хүхрийн батерей болон хатуу электролитийн системд суурилсан натри-металл хлоридын батерей орно. Эдгээр системүүд нь металл натриг идэвхтэй анодын материал болгон ашигладаг бөгөөд үүнийг илүү нарийвчлалтайгаар натрийн батерей гэж нэрлэдэг. Ерөнхийдөө натри-ионы батерей гэдэг нэр томъёо нь сүүлийн гурван төрлийг хэлдэг.
Натрийн хүхрийн батерейнууд:Эдгээр нь хайлсан шингэн натриг анод, элементийн хүхрийг катод болгон ашигладаг бөгөөд хатуу керамик Al2O3-ийг электролит болон тусгаарлагч болгон ашигладаг. Натрийн хүхрийн батерейнууд нь өндөр өвөрмөц энергитэй байдаг.
Натрийн давсны батерей:Эдгээр нь шингэн натриг анод, металл хлоридыг катод болгон ашигладаг бөгөөд электролит болгон Na+ дамжуулагч Al2O3 керамик ашигладаг.
Натрийн агаарын батерей:Катод нь ихэвчлэн сүвэрхэг материалыг ашигладаг бөгөөд энэ нь материалын сүвэрхэг чанараас шалтгаалан хийн тархалтын зам болон электродын урвалын цэгүүдийг хангадаг.
Органик натрийн ионы батерей:Эдгээр нь анодын хувьд хатуу нүүрстөрөгч эсвэл натрийн завсрын материалыг ашигладаг бөгөөд катодын материалд шилжилтийн металлын исэл ба полианион нэгдлүүд багтдаг.
Усны натрийн ионы батерейнууд:Органик электролитийн батерейтай харьцуулахад усан натрийн ион батерей нь өөр өөр электролит ашигладаг тул аюулгүй байдлын өндөр үзүүлэлттэй байдаг.
