Аён аст, ки ҳадди ниҳоии бахши нави энергетикӣ нисбат ба пешбинишуда баландтар аст ва сармоя ҳанӯз ҳам ворид мешавад, гӯё дар ҷустуҷӯи "Технологияи муосири Амперекс" ё "BYD"-и навбатӣ.
Шарҳи умумӣ
Батареяҳои натрий-ион (ки бо номи "батареяҳои натрий" маъруфанд) як навъи батареяи барқгиранда мебошанд, ки ҳангоми пуркунӣ ва холӣ кардани барқ тавассути интиқоли ионҳои натрий байни катод ва анод кор мекунад. Принсипи кор ва сохтори онҳо ба батареяҳои литий-ионии васеъ истифодашаванда монанд аст.
Ҳам натрий ва ҳам литий ба як гурӯҳи элементҳо тааллуқ доранд ва рафтори электрохимиявии "курсии ҷунбонда"-ро дар пуркунӣ ва холӣкунӣ нишон медиҳанд. Дар раванди пуркунии батареяи иони натрий, ионҳои натрий аз катод ҷудо мешаванд ва ба анод ворид мешаванд, дар ҳоле ки электронҳо аз занҷири беруна ҳаракат мекунанд. Ҳар қадар ионҳои натрий дар анод зиёдтар ҷойгир шаванд, ҳамон қадар иқтидори пуркунӣ баландтар мешавад. Баръакс, ҳангоми холӣкунӣ, ионҳои натрий аз анод ба катод бармегарданд ва иқтидори холӣкуниро бо ҳаракати ионҳои натрий зиёд мекунанд.
Принсипи корӣ
Принсипи кори батареяҳои иони натрий ба принсипи батареяҳои литий-ионӣ монанд аст, ки ворид ва истихроҷи ионҳои натрийро барои ноил шудан ба интиқоли заряд дар бар мегирад. Ҳангоми разряд, ионҳои натрий аз маводи анод берун шуда, ба маводи катод ворид мешаванд ва электронҳо аз анод ба катод ҷорӣ шуда, энергияро раҳо мекунанд.
Ҳангоми пуркунӣ, ионҳои натрий аз маводи катод ҷудо мешаванд ва тавассути электролит ба маводи анод ҳаракат мекунанд, дар ҳоле ки электронҳо тавассути схемаи беруна ба маводи анод ворид мешаванд. Дар ҳолати беҳтарин, воридкунӣ ва истихроҷи ионҳо ҳангоми пуркунӣ ва холӣкунӣ набояд сохтори маводро тағйир диҳад ё бо электролит аксуламалҳои манфӣ ба вуҷуд орад. Аммо, технологияи кунунӣ бо сабаби радиуси калонтари ионҳои натрий, ки боиси тағирёбии сохтори мавод ҳангоми воридкунии ион мегардад, бо мушкилот рӯбарӯ мешавад, ки боиси коҳиши самаранокӣ ва устувории давра мегардад.
Бартариҳо
Зичии энергия:Захираи энергияи ҳуҷайраҳои батареяи иони натрий одатан 100-150 Вт/кг мебошад, дар ҳоле ки занҷирҳои батареяи ионии литий одатан аз 120-200 Вт/кг иборатанд ва системаҳои сегонаи никелии баланд аз 200 Вт/кг зиёданд. Гарчанде ки батареяҳои ионии натрий айни замон дар муқоиса бо батареяҳои сегонаи литий зичии энергияи камтар доранд, онҳо метавонанд қисман диапазони зичии энергияи батареяҳои литий-оҳан-фосфат (120-200 Вт/кг) ва батареяҳои сурб-кислота (30-50 Вт/кг)-ро фаро гиранд ё пӯшонанд.
Диапазони ҳарорати корӣ ва бехатарӣ:Батареяҳои иони натрий дар диапазони васеи ҳарорат, одатан аз -40°C то 80°C, кор мекунанд. Баръакс, батареяҳои ионии литийи сегона одатан аз -20°C то 60°C кор мекунанд ва дар ҳарорати аз 0°C пасттар самаранокӣ коҳиш меёбад. Батареяҳои иони натрий метавонанд дар -20°C беш аз 80% Ҳолати Заряд (SOC)-ро нигоҳ доранд. Илова бар ин, аз сабаби муқовимати дохилии баландтар, батареяҳои иони натрий ҳангоми занҷирҳои кӯтоҳ камтар ба гармшавӣ дучор мешаванд ва дар муқоиса бо батареяҳои ионии литий бехатарии бештарро таъмин мекунанд.
Иҷрои баҳодиҳӣ:Суръати пуркунӣ ва холӣ кардани батареяҳои иони натрий мустақиман бо қобилияти муҳоҷирати ионҳои натрий дар сатҳи байни электрод-электролит алоқаманд аст. Омилҳое, ки ба суръати муҳоҷирати ионҳо таъсир мерасонанд, ба суръати батарея таъсир мерасонанд. Илова бар ин, суръати паҳншавии гармии дохилӣ барои бехатарӣ ва мӯҳлати хизмат ҳангоми пуркунӣ ва холӣ кардани барқ бо суръати баланд муҳим аст. Ба шарофати сохтори булӯрии худ, батареяҳои иони натрий суръати хуб нишон медиҳанд, ки онҳоро барои нигоҳдории энергия ва барномаҳои таъминоти барқ дар миқёси калон мувофиқ мегардонад.
Суръати пуркунӣ:Батареяҳои натрий-ионро метавон пурра дар тақрибан 10 дақиқа пур кард, дар ҳоле ки батареяҳои литийи сегона ҳадди аққал 40 дақиқа ва батареяҳои литий-оҳан-фосфат тақрибан 45 дақиқаро талаб мекунанд.
Таснифоти соҳа
Батареяҳои иони натрий дар намудҳои гуногун мавҷуданд, аз ҷумла батареяҳои натрий-сулфур, батареяҳои натрий-намак, батареяҳои натрий-ҳавоӣ, батареяҳои иони натрийи обӣ, батареяҳои иони натрийи органикӣ ва батареяҳои иони натрийи сахтҳол.
Дар бахши нигоҳдории энергия, батареяҳои асосии натрий, ки дар тиҷорат истифода мешаванд, батареяҳои натрий-сулфури ҳарорати баланд ва батареяҳои хлориди натрий-металлӣ мебошанд, ки дар асоси системаҳои электролитҳои сахт сохта шудаанд. Ин системаҳо натрийи металлиро ҳамчун маводи фаъоли анод истифода мебаранд, ки дақиқтараш батареяҳои натрий номида мешаванд. Одатан, истилоҳи батареяи натрий-ион ба се намуди охирин ишора мекунад.
Батареяҳои натрий-сулфур:Дар ин батареяҳо натрийи моеъи гудохта ҳамчун анод ва сулфури элементӣ ҳамчун катод истифода мешаванд, ки дар он Al2O3 сафолии сахт ҳамчун электролит ва ҷудокунанда истифода мешавад. Батареяҳои натрий-сулфур дорои энергияи хоси баланд мебошанд.
Батареяҳои натрий-намак:Инҳо натрийи моеъро ҳамчун анод ва маводҳои хлориди металлӣ ҳамчун катод истифода мебаранд ва керамикаи ноқили Na+ Al2O3 ҳамчун электролит истифода мешавад.
Батареяҳои ҳавоии натрий:Катод одатан аз маводҳои сӯрохдор истифода мебарад, ки роҳҳои паҳншавии газ ва маконҳои реаксияҳои электродро аз сабаби сӯрохнокии мавод фароҳам меоранд.
Батареяҳои органикии натрий-ион:Инҳо барои анод аз маводҳои сахти карбон ё натрийи омехташуда истифода мебаранд, ки дар онҳо оксидҳои металлҳои гузариш ва пайвастагиҳои полианионӣ мавҷуданд.
Батареяҳои обии натрий-ион:Дар муқоиса бо батареяҳои электролитҳои органикӣ, батареяҳои иони натрийи обӣ электролитҳои гуногунро истифода мебаранд, ки самаранокии бехатарии баландтарро таъмин мекунанд.
