Натриевые и литиевые батареи: новая эра хранения энергии.

¿Что такое натриевая батарея и чем она отличается от литиевых батарей? Вы, вероятно, недавно слышали о том, что электромобили могут стать намного доступнее. Большая часть этого оптимизма связана с изменением химического состава топливных элементов: появлением натриевые батареиДо сих пор литий был бесспорным лидером, но его непомерная цена и сложность добычи заставляют производителей искать альтернативы, которые не стоили бы целое состояние.

Идея проста: заменить дефицитный и дорогостоящий элемент на тот, который в изобилии встречается в любой соляной равнине на планете. Хотя до достижения совершенства еще далеко, перспектива... снижение производственных затрат Эти батареи настолько мощные, что такие гиганты, как BYD или CATL, уже начали работу над тем, чтобы как можно скорее доставить их в наши гаражи.

Статья по теме:

Это первый внешний аккумулятор Elecom с натриевой батареей: более мощный и устойчивый

Что такое натриевая батарея и как она работает?

Если вы уже понимаете, как работают литий-ионные батареи, то разобраться с этими не составит труда. По сути, это перезаряжаемые системы, работающие по тому же принципу, но вместо перемещения ионов лития (Li+) они используют ионы натрия (Na+) для переноса электрического заряда. Это, так сказать, "двойник", но с другим компонентом.

Что касается их внутренней механики, то они используют то, что технически называется механизм кресла-качалкиЭто означает, что в процессе зарядки и разрядки на электродах происходит обратимая окислительно-восстановительная реакция, перемещающая ионы через электролит к отрицательному полюсу во время зарядки. Для лучшего понимания этого процесса полезно знать следующее: Как работает автомобильный аккумулятор общепринятый.

Технические различия в материалах: натрий против лития.

Если углубиться во внутреннее устройство этих батарей, обнаружатся фундаментальные изменения. Начиная с катода, если в литиевых батареях используются очень дорогие и ограниченные материалы, то в натриевых батареях используются... многочисленные и распределенные компоненты равномерно по всему миру, снижая геополитическую напряженность в отношении поставок.

На аноде ситуация меняется. В литий-ионных батареях используется графит, но натрий плохо смешивается с этим материалом. Именно поэтому в натриевых батареях используются... твердый углеродИнтересно, что на данном этапе внедрение натриевой соли может оказаться более дорогостоящим, поскольку технология еще не полностью созрела.

Главное преимущество натрия заключается в его токосъемниках. Для лития требуются медные пластины, поскольку алюминий плохо реагирует с ним при низких потенциалах. У натрия, напротив, такой проблемы нет, и он может использовать медь. фольгачто значительно дешевле и легче, что позволяет снизить затраты и общий вес изделия.

Преимущества и недостатки натриевой технологии

Чтобы было понятнее, давайте рассмотрим плюсы и минусы этих технологических изменений:

• Преимущества: Они значительно дешевле, менее токсичны и, что самое важное, Они не воспламеняютсяКроме того, они очень энергоэффективны и будут производиться на тех же сборочных линиях, что и литиевые батареи, что позволит избежать многомиллионных инвестиций в новые заводы.
• Недостатки: Его главная ахиллесова пята — это низкая плотность энергииЭто означает, что для хранения того же количества энергии, что и литий-ионный аккумулятор, натриевый аккумулятор должен быть больше и тяжелее.

Несмотря на это, у натрия есть козырь в рукаве: он гораздо лучше противостоит... холодный климат Этот литий, как правило, сильно страдает при резком понижении температуры.

Проблема плотности энергии и будущее сектора

С точки зрения показателей, литий по-прежнему лидирует. Литиевая батарея может достигать 270 Вт·ч/кг, в то время как емкость натриевых батарей в настоящее время составляет... 140 и 160 Вт·ч/кгЭто объясняет, почему первые автомобили, прошедшие испытания, такие как некоторые модели JAC, имеют скромный запас хода около 250 километров.

Однако нам не следует объявлять о победе или сдаваться, потому что эволюция происходит очень быстро. Ожидается, что следующее поколение достигнет показателя в 180 Вт·ч/кг, а к 2026 году мы уже должны будем говорить о... 200 Вт·ч/кгЕсли им удастся сократить этот разрыв, это окажет огромное влияние на рынок.

Учитывая, что батарея составляет почти 40% стоимости электромобиля, переход на натриевые батареи мог бы снизить конечную цену на 30% от стоимости автомобиля. Это станет последним толчком для многих людей, побуждающим их отказаться от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.

Переход на натрий кажется неизбежным, учитывая его экологичность и экономию средств. Хотя литий продолжит доминировать в портативной электронике благодаря своим компактным размерам, натрий обещает демократизировать электротранспорт благодаря своим свойствам. снижение затрат и повышение безопасностипостепенно преодолевая ограничения по весу и грузоподъемности по мере развития технологии.

Кристиан Гарсия

Увлекся технологиями с самого детства. Мне нравится быть в курсе событий в отрасли и, прежде всего, сообщать о них. Вот почему я уже много лет занимаюсь общением на веб-сайтах, посвященных технологиям и видеоиграм. Вы можете найти меня пишу об Android, Windows, MacOS, iOS, Nintendo или любой другой связанной теме, которая приходит на ум.