Яңа энергетика секторы өчен чик фаразланганнан да югарырак булуы ачык күренә, капитал әле дә киләсе "Заманча Amperex технологиясе" яки "BYD" эзләп агылып килә кебек.
Гомуми күзәтү
Натрий-ионлы батареялар ("натрий батареялары" дип атала) - зарядлау һәм разрядлау вакытында катод һәм анод арасында натрий ионнарын күчереп эшли торган кабат зарядлана торган батарея төре. Аларның эш принцибы һәм төзелеше киң кулланыла торган литий-ионлы батареяларга охшаш.
Натрий да, литий да бер үк элемент төркеменә керә һәм охшаш "тирбәлүче урындык" электрохимик зарядлау һәм разрядлау үзлекләрен күрсәтә. Натрий-ион батареясын зарядлау процессында натрий ионнары катодтан аерыла һәм анодка урнаша, ә электроннар тышкы чылбыр аша үтә. Анодта күбрәк натрий ионнары урнашкан саен, зарядлау сыйдырышлыгы югарырак була. Киресенчә, разрядлау вакытында натрий ионнары анодтан катодка кайта, күбрәк натрий ионнары кире хәрәкәт иткәндә разрядлау сыйдырышлыгын арттыра.
Эш принцибы
Натрий-ионлы батареяларның эш принцибы литий-ионлы батареяларныкына охшаган, ул заряд күчерү өчен натрий ионнарын кертү һәм чыгаруны үз эченә ала. Разряд вакытында натрий ионнары анод материалыннан чыгып катод материалына керә, электроннар анодтан катодка агып, энергия чыгара.
Зарядка вакытында натрий ионнары катод материалыннан аерыла һәм электролит аша анод материалына күчә, ә электроннар тышкы чылбыр аша анод материалына ага. Идеаль очракта, зарядка һәм разрядка вакытында ионнарны кертү һәм чыгару материалның структурасын үзгәртмәскә яки электролит белән тискәре реакцияләр китереп чыгармаска тиеш. Ләкин, хәзерге технология натрий ионнарының зуррак радиусы аркасында кыенлыклар белән очраша, бу ион кертү вакытында материал структурасының үзгәрүенә китерә, нәтиҗәдә цикл эшчәнлеге һәм тотрыклылыгы кими.
Өстенлекләр
Энергия тыгызлыгы:Натрий-ионлы батарея элементларының энергия тыгызлыгы гадәттә 100-150 Вт/кг тәшкил итә, ә литий-ионлы батарея элементлары гадәттә 120-200 Вт/кг арасында була, югары никельле өчләтә системалар 200 Вт/кг дан артып китә. Натрий-ионлы батареяларның хәзерге вакытта өчләтә литий батареялары белән чагыштырганда энергия тыгызлыгы түбәнрәк булса да, алар өлешчә литий тимер фосфат батареяларының (120-200 Вт/кг) һәм кургаш-кислота батареяларының (30-50 Вт/кг) энергия тыгызлыгы диапазонын капларга яки капларга мөмкин.
Эш температурасы диапазоны һәм куркынычсызлыгы:Натрий-ионлы батареялар киң температура диапазонында эшли, гадәттә -40°C тан 80°C ка кадәр. Киресенчә, өчләтә литий-ионлы батареялар гадәттә -20°C һәм 60°C арасында эшли, 0°C тан түбәнрәк булганда эшчәнлек кими. Натрий-ионлы батареялар -20°C температурада 80% тан артык заряд халәтен (SOC) саклый ала. Моннан тыш, югарырак эчке каршылык аркасында, натрий-ионлы батареялар кыска ялганышлар вакытында җылынуга аз бирешәләр, бу литий-ионлы батареяларга караганда зуррак куркынычсызлык бирә.
Нәтиҗәлелекне бәяләү:Натрий-ионлы батареяларның зарядлау һәм разрядлау тизлеге электрод-электролит чигендәге натрий ионнарының миграция сәләтенә турыдан-туры бәйле. Ионнарның миграция тизлегенә тәэсир итүче факторлар батареяның тизлек эшчәнлегенә тәэсир итә. Моннан тыш, эчке җылылык тарату тизлеге югары тизлекле зарядлау һәм разрядлау вакытында куркынычсызлык һәм гомер озынлыгы өчен бик мөһим. Кристалл структурасы аркасында натрий-ионлы батареялар яхшы тизлек күрсәткечләренә ия, бу аларны энергия саклау һәм зур күләмле электр белән тәэмин итү кушымталары өчен яраклы итә.
Зарядка тизлеге:Натрий-ионлы батареяларны якынча 10 минут эчендә тулысынча зарядларга мөмкин, ә өчләтә литийлы батареяларны зарядлау өчен ким дигәндә 40 минут, ә литий тимер фосфатлы батареяларны зарядлау өчен якынча 45 минут кирәк.
Тармак классификациясе
Натрий-ионлы батареялар төрле төрләрдә була, шул исәптән натрий-күкерт батареялары, натрий-тоз батареялары, натрий-һава батареялары, сулы натрий-ионлы батареялар, органик натрий-ионлы батареялар һәм каты хәлле натрий-ионлы батареялар.
Энергия саклау секторында, коммерция максатларында кулланыла торган төп натрий батареяларына югары температуралы натрий-күкерт батареялары һәм каты электролит системаларына нигезләнгән натрий-металл хлорид батареялары керә. Бу системаларда актив анод материалы буларак металлик натрий кулланыла, дөресрәге, натрий батареялары дип атала. Гадәттә, "натрий-ион батареясы" термины соңгы өч төрне аңлата.
Натрий-күкерт аккумуляторлары:Аларда анод буларак эрегән сыек натрий һәм катод буларак элементар күкерт кулланыла, электролит һәм сепаратор буларак каты керамик Al2O3 кулланыла. Натрий-күкерт батареялары югары чагыштырма энергиягә ия.
Натрий-тозлы аккумуляторлар:Аларда анод буларак сыек натрий, ә катод буларак металл хлориды материаллары кулланыла, электролит буларак Na+ үткәргеч Al2O3 керамикасы кулланыла.
Натрий-һава аккумуляторлары:Катод гадәттә мәсамәле материаллар куллана, алар материалның мәсамәлелеге аркасында газ диффузиясе өчен юллар һәм электрод реакцияләре өчен урыннар тәэмин итә.
Органик натрий-ион батареялары:Алар анод өчен каты углерод яки натрий белән катнаш материаллар кулланалар, ә катод материаллары күчеш металл оксидларын һәм полианион кушылмаларын үз эченә ала.
Сулы натрий-ион аккумуляторлары:Органик электролит батареялары белән чагыштырганда, сулы натрий-ион батареялары төрле электролитлар кулланалар, бу югарырак куркынычсызлык күрсәткечләрен тәкъдим итә.
