Primjena i prednosti natrijum jonskih baterija

Uvod

U svijetu skladištenja energije koji se brzo razvija, natrijum-jonske baterije su popularne kao obećavajuća alternativa tradicionalnim litijum-jonskim i olovno-kiselinskim baterijama. Uz najnoviji napredak u tehnologiji i rastuću potražnju za održivim rješenjima, natrijum-jonske baterije donose jedinstveni skup prednosti na stol. Ističu se svojim odličnim performansama na ekstremnim temperaturama, impresivnim mogućnostima brzine i visokim sigurnosnim standardima. Ovaj članak ulazi u uzbudljive primjene natrijum-jonskih baterija i istražuje kako bi one mogle zamijeniti olovno-kiselinske baterije i djelimično zamijeniti litijum-jonske baterije u određenim scenarijima — a sve to nudeći isplativo rješenje.

Kamada Powerje aKineski proizvođači natrijum jonskih baterija, ponudaProdajem natrijum jonsku baterijui12V 100Ah natrijum jonska baterija, 12V 200Ah natrijum jonska baterija, podrškaprilagođena nano baterijanapon (12V,24V,48V), kapacitet (50Ah,100Ah,200Ah,300Ah), funkcija, izgled i tako dalje.

1.1 Višestruke prednosti natrijum-jonske baterije

Kada se naslaga sa litijum-gvozdenim fosfatom (LFP) i ternarnim litijumskim baterijama, natrijum-jonska baterija pokazuje mešavinu snaga i oblasti koje treba poboljšati. Kako se ove baterije kreću u masovnu proizvodnju, očekuje se da će zablistati uz povoljne troškove zbog sirovina, superiornog zadržavanja kapaciteta pri ekstremnim temperaturama i izuzetnih performansi. Međutim, trenutno imaju manju gustoću energije i kraći životni vijek, što su područja koja još uvijek trebaju poboljšati. Uprkos ovim izazovima, natrijum-jonske baterije nadmašuju olovno-kiselinske baterije u svakom pogledu i spremne su da ih zamene kako se proizvodnja povećava, a troškovi smanjuju.

Poređenje performansi natrijum-jonskih, litijum-jonskih i olovno-kiselinskih baterija

1.1.1 Superiorno zadržavanje kapaciteta natrijum-jonske baterije pri ekstremnim temperaturama

Natrijum-jonske baterije su šampioni kada je u pitanju rukovanje ekstremnim temperaturama, efikasno rade između -40°C i 80°C. Na visokim temperaturama (55°C i 80°C) se ispuštaju sa preko 100% svog nazivnog kapaciteta i još uvijek zadržavaju više od 70% svog nazivnog kapaciteta na -40°C. Takođe podržavaju punjenje na -20°C sa skoro 100% efikasnošću.

U pogledu performansi na niskim temperaturama, natrijum-jonske baterije nadmašuju i LFP i olovno-kiselinske baterije. Na -20°C, natrijum-jonske baterije zadržavaju oko 90% svog kapaciteta, dok LFP baterije padaju na 70%, a olovno-kiselinske baterije na samo 48%.

Krivulje pražnjenja natrijum-jonske baterije (lijevo), LFP baterija (u sredini) i olovno-kiselinskih baterija (desno) na različitim temperaturama

1.1.2 Izuzetne performanse natrijum-jonske baterije

Natrijum joni, zahvaljujući manjem Stokesovom prečniku i nižoj energiji solvatacije u polarnim rastvaračima, imaju veću provodljivost elektrolita u poređenju sa litijum-jonima. Stokesov prečnik je mjera veličine sfere u fluidu koja se taloži istom brzinom kao i čestica; manji prečnik omogućava brže kretanje jona. Niža energija solvatacije znači da ioni natrija mogu lakše izbaciti molekule rastvarača na površini elektrode, poboljšavajući difuziju jona i ubrzavajući kinetiku jona u elektrolitu.

Poređenje veličina solvatiranih jona i energija solvatacije (KJ/mol) natrijuma i litijuma u različitim otapalima

Ova visoka provodljivost elektrolita rezultira impresivnim performansama brzine. Natrijum-jonska baterija se može napuniti do 90% za samo 12 minuta – brže od litijum-jonskih i olovno-kiselinskih baterija.

Poređenje performansi brzog punjenja

1.1.3 Superiorne sigurnosne performanse natrijum-jonske baterije u ekstremnim uslovima

Litijum-jonske baterije mogu biti sklone termičkom bježanju u različitim uvjetima, kao što su mehanička zloupotreba (npr. gnječenje, bušenje), električna zloupotreba (npr. kratki spojevi, prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje) i termalna zloupotreba (npr. pregrijavanje) . Ako unutrašnja temperatura dostigne kritičnu tačku, to može izazvati opasne nuspojave i uzrokovati prekomjernu toplinu, što dovodi do toplinskog bijega.

Natrijum-jonske baterije, s druge strane, nisu pokazale iste probleme sa termičkim bijegom u sigurnosnim testovima. Prošli su evaluacije za prekomjerno punjenje/pražnjenje, vanjske kratke spojeve, starenje pri visokim temperaturama i testove zloupotrebe kao što su gnječenje, bušenje i izloženost vatri bez rizika povezanih s litijum-jonskim baterijama.

2.2 Isplativa rješenja za različite aplikacije, širenje tržišnog potencijala

Natrijum-jonske baterije sjajne u smislu isplativosti u različitim aplikacijama. Oni nadmašuju olovne akumulatore u nekoliko oblasti, što ih čini atraktivnom zamjenom na tržištima kao što su sistemi male energije za dvotočkaše, automobilski start-stop sistemi i telekom bazne stanice. Uz poboljšanje performansi ciklusa i smanjenje troškova kroz masovnu proizvodnju, natrijum-jonska baterija bi također mogla djelomično zamijeniti LFP baterije u električnim vozilima klase A00 i scenarijima skladištenja energije.

Primjena natrijum-jonske baterije

• Sistemi male snage za dvotočkaše:Natrijum-jonske baterije nude bolje troškove životnog ciklusa i gustinu energije u poređenju sa olovno-kiselinskim baterijama.
• Automobilski Start-Stop sistemi:Njihove odlične performanse na visokim i niskim temperaturama, zajedno sa superiornim životnim ciklusom, dobro se uklapaju sa zahtjevima za pokretanje i zaustavljanje automobila.
• Telekom bazne stanice:Visoka sigurnost i tolerancija prekomjernog pražnjenja čine natrijum-jonsku bateriju idealnom za održavanje struje tokom nestanka.
• Skladištenje energije:Natrijum-jonske baterije su pogodne za aplikacije za skladištenje energije zbog svoje visoke sigurnosti, odličnih temperaturnih performansi i dugog životnog veka.
• Električna vozila klase A00:Oni pružaju isplativo i stabilno rješenje, zadovoljavajući potrebe za gustinom energije za ova vozila.

2.2.1 Električna vozila klase A00: rješavanje pitanja fluktuacija cijena LFP-a zbog troškova sirovina

Električna vozila klase A00, poznata i kao mikroautomobili, dizajnirana su da budu isplativa s kompaktnim veličinama, što ih čini savršenim za navigaciju u prometu i pronalaženje parkinga u prepunim područjima.

Za ova vozila, troškovi baterije su značajan faktor. Većina automobila klase A00 ima cijene između 30.000 i 80.000 CNY, ciljajući tržište osjetljivo na cijene. S obzirom na to da baterije čine značajan dio troškova vozila, stabilne cijene baterija su ključne za prodaju.

Ovi mikroautomobili obično imaju domet ispod 250 km, a samo mali procenat nudi do 400 km. Dakle, visoka gustoća energije nije primarna briga.

Natrijum-jonske baterije imaju stabilne troškove sirovina, oslanjajući se na natrijum karbonat, koji je u izobilju i manje podložan fluktuacijama cena u poređenju sa LFP baterijama. Njihova gustoća energije je konkurentna za vozila klase A00, što ih čini isplativim izborom.

2.2.2 Tržište olovnih baterija: Natrijum-jonska baterija ima bolje performanse u svim segmentima, spremna za zamjenu

Olovne baterije se prvenstveno koriste u tri primjene: sistemi male snage za dvotočkaše, sistemi start-stop za automobile i rezervne baterije telekom baznih stanica.

• Sistemi male snage za dvotočkaše: Natrijum-jonska baterija nudi superiorne performanse, duži životni vek i veću sigurnost u poređenju sa olovno-kiselinskim baterijama.

• Automobilski Start-Stop sistemi: Visoka sigurnost i performanse brzog punjenja natrijum-jonskih baterija čine ih idealnom zamjenom za olovno-kiselinske baterije u start-stop sistemima.
• Telekom bazne stanice: Natrijum-jonske baterije pružaju bolje performanse u smislu izdržljivosti na visokim i niskim temperaturama, ekonomičnosti i dugoročne sigurnosti u poređenju sa olovno-kiselinskim baterijama.

Natrijum-jonske baterije nadmašuju olovne baterije u svim aspektima. Sposobnost efikasnog rada na ekstremnim temperaturama, zajedno sa većom gustinom energije i prednostima u pogledu troškova, pozicionira natrijum-jonsku bateriju kao prikladnu zamjenu za olovno-kiselinske baterije. Očekuje se da će natrijum-jonska baterija dominirati kako tehnologija sazrijeva i raste isplativost.

Zaključak

Kako se potraga za inovativnim rješenjima za pohranu energije nastavlja,Natrijum-jonska baterijaističu se kao svestrana i isplativa opcija. Njihova sposobnost da dobro rade u širokom temperaturnom rasponu, u kombinaciji sa impresivnim mogućnostima brzine i poboljšanim sigurnosnim karakteristikama, pozicionira ih kao snažnog kandidata na tržištu baterija. Bilo da napajaju električna vozila klase A00, zamjenjuju olovne baterije u malim elektroenergetskim sistemima ili podržavaju telekom bazne stanice, natrijum-jonska baterija nudi praktično rješenje za budućnost. Uz stalni napredak i potencijalno smanjenje troškova kroz masovnu proizvodnju, natrijum-jonska tehnologija će igrati ključnu ulogu u oblikovanju budućnosti skladištenja energije