Приложения и предимства на натриево-йонна батерия

Въведение

В бързо развиващия се свят на съхранение на енергия натриево-йонните батерии правят сензация като обещаваща алтернатива на традиционните литиево-йонни и оловно-киселинни батерии. С най-новите постижения в технологиите и нарастващото търсене на устойчиви решения, натриево-йонната батерия носи уникален набор от предимства на масата. Те се открояват с отличното си представяне при екстремни температури, впечатляващи възможности за скорост и високи стандарти за безопасност. Тази статия се задълбочава във вълнуващите приложения на натриево-йонните батерии и изследва как те биха могли да заменят оловно-киселинните батерии и частично да заменят литиево-йонните батерии в специфични сценарии – като същевременно предлагат рентабилно решение.

Сила Камадае аКитайски производители на натриево-йонни батерии, предлаганеПродавам натриево-йонна батерияи12V 100Ah натриево-йонна батерия, 12V 200Ah натриево-йонна батерия, подкрепаперсонализирана нано батериянапрежение (12V, 24V, 48V), капацитет (50Ah, 100Ah, 200Ah, 300Ah), функция, външен вид и т.н.

1.1 Многобройни предимства на натриево-йонната батерия

Когато се съпоставят с литиево-железен фосфат (LFP) и трикомпонентни литиеви батерии, натриево-йонната батерия показва комбинация от силни страни и области, нуждаещи се от подобрение. Тъй като тези батерии навлизат в масово производство, те се очаква да блестят с ползи от разходите, дължащи се на суровини, превъзходно запазване на капацитета при екстремни температури и изключителна производителност. В момента обаче те имат по-ниска енергийна плътност и по-кратък живот на цикъла, които са области, които все още се нуждаят от усъвършенстване. Въпреки тези предизвикателства, натриево-йонните батерии изпреварват оловно-киселинните батерии във всяко едно отношение и са готови да ги заменят с нарастване на производството и намаляване на разходите.

Сравнение на производителността на натриево-йонни, литиево-йонни и оловно-киселинни батерии

1.1.1 Превъзходно запазване на капацитета на натриево-йонната батерия при екстремни температури

Натриево-йонната батерия е шампион, когато става въпрос за справяне с екстремни температури, като работи ефективно между -40°C и 80°C. Те се разреждат при над 100% от номиналния си капацитет при високи температури (55°C и 80°C) и запазват повече от 70% от номиналния си капацитет при -40°C. Те също така поддържат зареждане при -20°C с почти 100% ефективност.

По отношение на производителността при ниски температури, натриево-йонната батерия превъзхожда както LFP, така и оловно-киселинните батерии. При -20°C натриево-йонната батерия запазва около 90% от капацитета си, докато LFP батериите падат до 70%, а оловно-киселинните батерии до едва 48%.

Криви на разреждане на натриево-йонна батерия (вляво) LFP батерии (в средата) и оловно-киселинни батерии (вдясно) при различни температури

1.1.2 Изключителна производителност на натриево-йонна батерия

Натриевите йони, благодарение на техния по-малък диаметър на Стокс и по-ниската енергия на солватация в полярни разтворители, се отличават с по-висока електролитна проводимост в сравнение с литиевите йони. Диаметърът на Стокс е мярка за размера на сфера във течност, която се утаява със същата скорост като частицата; по-малък диаметър позволява по-бързо движение на йони. По-ниската енергия на солватация означава, че натриевите йони могат по-лесно да отделят молекулите на разтворителя на повърхността на електрода, подобрявайки йонната дифузия и ускорявайки йонната кинетика в електролита.

Сравнение на размерите на солватираните йони и енергиите на солватация (KJ/mol) на натрий и литий в различни разтворители

Тази висока електролитна проводимост води до впечатляваща скорост. Натриево-йонната батерия може да се зарежда до 90% само за 12 минути - по-бързо от литиево-йонните и оловно-киселинните батерии.

Сравнение на ефективността на бързото зареждане

1.1.3 Превъзходни показатели за безопасност на натриево-йонна батерия при екстремни условия

Литиево-йонните батерии могат да бъдат склонни към термично бягство при различни условия на злоупотреба, като например механична злоупотреба (напр. смачкване, пробиване), електрическа злоупотреба (напр. късо съединение, презареждане, прекомерно разреждане) и термична злоупотреба (напр. прегряване) . Ако вътрешната температура достигне критична точка, това може да предизвика опасни странични реакции и да причини прекомерна топлина, водеща до термично бягство.

Натриево-йонната батерия, от друга страна, не е показала същите проблеми с топлинния бегъл при тестовете за безопасност. Те са преминали през оценки за презареждане/разреждане, външно късо съединение, стареене при висока температура и тестове за злоупотреба като смачкване, пробиване и излагане на огън без рисковете, свързани с литиево-йонните батерии.

2.2 Рентабилни решения за различни приложения, разширяване на пазарния потенциал

Натриево-йонната батерия блести по отношение на рентабилността в различни приложения. Те превъзхождат оловно-киселинните батерии в няколко области, което ги прави привлекателен заместител на пазари като малки електрически системи за двуколесни превозни средства, автомобилни старт-стоп системи и телекомуникационни базови станции. С подобрения в производителността на цикъла и намаляване на разходите чрез масово производство, натриево-йонната батерия може също частично да замени LFP батериите в електрически превозни средства от клас A00 и сценарии за съхранение на енергия.

Приложения на натриево-йонна батерия

• Двуколесни малки енергийни системи:Натриево-йонната батерия предлага по-добра цена на жизнения цикъл и енергийна плътност в сравнение с оловно-киселинните батерии.
• Автомобилни системи Start-Stop:Тяхната отлична производителност при високи и ниски температури, заедно с превъзходния цикъл на живот, отговарят добре на автомобилните изисквания за старт-стоп.
• Телеком базови станции:Високата безопасност и толерантността към прекомерно разреждане правят натриево-йонната батерия идеална за поддържане на захранването по време на прекъсвания.
• Съхранение на енергия:Натриево-йонната батерия е много подходяща за приложения за съхранение на енергия поради тяхната висока безопасност, отлична температурна производителност и дълъг живот на цикъла.
• Електрически превозни средства от клас A00:Те осигуряват рентабилно и стабилно решение, отговарящо на нуждите от енергийна плътност за тези превозни средства.

2.2.1 Електрически превозни средства от клас A00: Разглеждане на проблема с колебанията в цените на LFP поради разходите за суровини

Електрическите превозни средства от клас A00, известни също като микроавтомобили, са проектирани да бъдат рентабилни с компактни размери, което ги прави идеални за навигиране в трафика и намиране на паркинг в пренаселени места.

За тези превозни средства разходите за батерии са важен фактор. Повечето автомобили от клас A00 са на цени между 30 000 и 80 000 CNY, насочени към чувствителен към цените пазар. Като се има предвид, че батериите съставляват значителна част от цената на автомобила, стабилните цени на батериите са от решаващо значение за продажбите.

Тези микроколи обикновено имат пробег под 250 км, като само малък процент предлагат до 400 км. Следователно високата енергийна плътност не е основна грижа.

Натриево-йонната батерия има стабилни разходи за суровини, разчитайки на натриев карбонат, който е в изобилие и е по-малко подложен на колебания в цените в сравнение с LFP батериите. Тяхната енергийна плътност е конкурентна за превозни средства от клас A00, което ги прави рентабилен избор.

2.2.2 Пазар на оловно-киселинни батерии: Натриево-йонна батерия се представя по-добре във всички области, готова за подмяна

Оловно-киселинните батерии се използват предимно в три приложения: малки електрически системи за двуколесни превозни средства, автомобилни старт-стоп системи и резервни батерии за телекомуникационни базови станции.

• Двуколесни малки енергийни системи: Натриево-йонната батерия предлага превъзходна производителност, по-дълъг живот на цикъла и по-висока безопасност в сравнение с оловно-киселинните батерии.

• Автомобилни системи Start-Stop: Високата безопасност и бързото зареждане на натриево-йонната батерия ги прави идеален заместител на оловно-киселинните батерии в старт-стоп системи.
• Телеком базови станции: Натриево-йонната батерия осигурява по-добра производителност по отношение на издръжливост при високи и ниски температури, рентабилност и дългосрочна безопасност в сравнение с оловно-киселинните батерии.

Натриево-йонната батерия превъзхожда оловно-киселинните батерии във всички аспекти. Способността да работи ефективно при екстремни температури, съчетана с по-висока енергийна плътност и предимства в цената, позиционира натриево-йонната батерия като подходящ заместител на оловно-киселинните батерии. Очаква се натриево-йонната батерия да доминира с напредването на технологията и повишаването на рентабилността.

Заключение

Докато търсенето на иновативни решения за съхранение на енергия продължава,Натриево-йонна батериясе открояват като универсален и рентабилен вариант. Тяхната способност да работят добре в широк температурен диапазон, съчетана с впечатляващи възможности за скорост и подобрени функции за безопасност, ги позиционира като силен конкурент на пазара на батерии. Независимо дали захранва електрически превозни средства от клас A00, заменя оловно-киселинни батерии в малки енергийни системи или поддържа телекомуникационни базови станции, натриево-йонната батерия предлага практично и далновидно решение. С продължаващия напредък и потенциалното намаляване на разходите чрез масово производство, натриево-йонната технология е настроена да играе ключова роля в оформянето на бъдещето на съхранението на енергия