Натрий иондық аккумулятор: экстремалды температурадағы артықшылықтар

Кіріспе

Жақында жаңа энергетикалық индустрияның қарқынды дамуы натрий иондық аккумуляторын литий-ионды батареяға әлеуетті балама ретінде назар аударды. Натрий иондық батареясы бірнеше артықшылықтарды ұсынады, соның ішінде төмен баға, жоғары қауіпсіздік және төмен және жоғары температура жағдайында тамаша өнімділік. Бұл мақала натрий иондық батареясының төмен және жоғары температура сипаттамаларын, оларды қолдану перспективаларын және болашақ даму тенденцияларын зерттейді.

Kamada Powerwall натрий иондық батареясы 10 кВт/сағ жеткізуші зауыт өндірушілері

1. Төмен температуралы ортадағы натрий ионды аккумулятордың артықшылықтары

Натрий ионы мен литий-иондық батарея арасындағы төмен температура өнімділігін салыстыру

• Төмен температурадағы разряд өнімділігі:-20℃ температурада натрий иондық батарея литий-иондық батареяға қарағанда 20%-дан астам сыйымдылықты сақтайды.
• Төмен температурада зарядтау өнімділігі:-20℃ температурада натрий ионды батарея литий-иондық батареядан екі есе жылдам зарядталады.
• Төмен температурадағы қауіпсіздік деректері:Зерттеулер көрсеткендей, -40 ℃ температурада натрий иондық аккумуляторындағы термиялық қашу ықтималдығы литий-ионды батареядағы 0,1% салыстырғанда 0,01% ғана болады.
• Төмен температура циклінің қызмет ету мерзімі:Натрий-ионды батарея төмен температурада 5000-нан астам циклге қол жеткізе алады, ал литий-иондық батарея шамамен 2000 циклге жетуі мүмкін.

Натрий-ионды батарея төмен температуралы орталарда литий-ионды батареядан асып түседі, бұл оларды суық аймақтардағы қолданбалар үшін тамаша таңдау етеді.

• Кеңірек жұмыс температурасы диапазоны:Натрий-иондық батарея -40℃ мен 100℃ аралығында жұмыс істейді, ал литий-иондық батарея әдетте -20℃ мен 60℃ аралығында жұмыс істейді. Бұл натрий иондық аккумуляторына аса қиын жағдайларда жұмыс істеуге мүмкіндік береді, мысалы:
  • Суық аймақтар:Өте суық ауа райында натрий ионының батареясы электр көліктері мен дрондарды сенімді қуатпен қамтамасыз ете отырып, жақсы зарядсыздану өнімділігін сақтайды. Мысалы, Норвегиядағы кейбір электр көліктері натрий иондық аккумуляторын қолдана бастады, тіпті -30 ° C температурада жақсы жұмыс істейді.
  • Ыстық аймақтар:Натрий ионының батареясы ыстық ортада тұрақты жұмыс істейді, бұл термиялық қашу қаупін азайтады. Олар жоғары температура, жоғары ылғалдылық жағдайында сенімді жұмыс істейтін кейбір күн энергиясын сақтау жобаларында қолданылады.
• Төмен температурадағы разрядтың жоғары өнімділігі:Натрий ионының литий иондарымен салыстырғанда жылдамырақ көшу жылдамдығы төмен температурада разрядты жақсырақ көрсетеді. Мысалы, -20℃ температурада натрий иондық батареясы 90%-дан астам сыйымдылықты сақтайды, ал литий-иондық батарея шамамен 70% сақтайды.
  • Қыста электр қуатының ұзағырақ диапазоны:Натрий ионының батареясымен жұмыс істейтін электр көліктері суық қыста ұзақ қашықтықты сақтай алады, бұл алаңдаушылықты жеңілдетеді.
  • Жаңғыртылатын энергияны жоғары пайдалану:Суық аймақтарда жел мен күннен жаңартылатын энергия өндіру жиі жоғары, бірақ литий-иондық батареяның тиімділігі төмендейді. Натрий-иондық аккумулятор энергия тиімділігін арттыра отырып, осы таза қуат көздерін жақсырақ пайдаланады.
• Жылдамырақ төмен температурада зарядтау жылдамдығы:Натрий ионы Батарея төмен температурада иондардың интеркалация/деинтеркалация жылдамдығының жылдамырақ болуына байланысты тез зарядталады. Мысалы, -20℃ температурада натрий иондық батарея 18 минутта 80% зарядталады, ал литий-иондық батарея 30 минуттан астам уақыт алуы мүмкін.

2. Натрий-иондық аккумулятордың жоғары температуралық ортадағы артықшылықтары

Натрий ионы мен литий-иондық батарея арасындағы жоғары температура өнімділігін салыстыру

• Жоғары температура разрядының өнімділігі:50℃ температурада натрий иондық батареясы литий-иондық батареяға қарағанда 15%-дан астам сыйымдылықты сақтайды.
• Жоғары температурада зарядтау өнімділігі:50℃ температурада натрий ионы батареясы литий-иондық батареядан екі есе жылдам зарядталады.
• Жоғары температурадағы қауіпсіздік деректері:Зерттеулер көрсеткендей, 100 ℃ температурада натрий иондық аккумулятордағы термиялық қашу ықтималдығы литий-ионды батареядағы 0,15% салыстырғанда тек 0,02% құрайды.
• Жоғары температура циклінің қызмет ету мерзімі:Натрий-ионды батарея жоғары температурада 3000-нан астам циклге қол жеткізе алады, ал литий-иондық батарея шамамен 1500 циклге жетуі мүмкін.

Төмен температурадағы жоғары өнімділігіне қоса, натрий иондық батареясы жоғары температуралы ортада да жақсы жұмыс істейді, бұл олардың қолдану аясын кеңейтеді.

• Күшті жылулық кедергісі:Натрий ионының батареясының неғұрлым тұрақты катодты материалдары жоғары температурада жылуды жоғалту қаупін азайтады, бұл оларды шөлдер мен күн электр станциялары сияқты жоғары температуралық қолданбаларға қолайлы етеді.
• Жоғары температура разрядының жоғары өнімділігі:Натрий иондық батарея жоғары температурада жоғары сыйымдылықты сақтайды, мысалы, литий-иондық батарея үшін шамамен 80% салыстырғанда, 50℃ температурада 95% жоғары.
• Жылдамырақ жоғары температурада зарядтау жылдамдығы:Натрий ионды батарея жоғары температурада тез зарядталады, мысалы, 50℃ температурада 15 минутта 80%, ал литий-иондық батарея 25 минуттан астам уақыт алуы мүмкін.

3. Механизмді талдау: натрий иондық батареяның төмен және жоғары температура сипаттамаларының себебі

Натрий иондық аккумулятордың бірегей материалы мен құрылымдық дизайны олардың ерекше төмен және жоғары температура сипаттамаларының негізі болып табылады.

• Натрий ионының мөлшері:Натрий иондары литий иондарынан үлкенірек, сондықтан оларды электролитте тасымалдауды жеңілдетеді, төмен және жоғары температурада жоғары миграция жылдамдығын сақтайды.
• Электролит:Натрий ионы Батарея төмен температурада жақсы өткізгіштігін және жоғары температурада тұрақты өнімділігін сақтай отырып, төмен қату нүктелері және жоғары иондық өткізгіштігі бар электролиттерді пайдаланады.
• Батарея құрылымы:Натрий иондық аккумулятордағы арнайы жасалған катодты және анодтық материалдар олардың төмен және жоғары температурада белсенділігін арттырады.

4. Кең қолдану перспективалары: натрий иондық батареясының болашақ жолы

Төменгі және жоғары температурадағы тамаша өнімділігінің және төмен құнының арқасында натрий иондық аккумуляторы келесі салаларда кең қолдану перспективаларына ие:

• Электрлік көліктер:Натрий иондық аккумуляторы электрлі көліктерді, әсіресе суық аймақтарда қуаттандыруға өте ыңғайлы, бұл ұзақ қашықтықты, тұрақты өнімділікті және төмен шығындарды қамтамасыз етеді.
• Жел және күн энергиясын сақтау:Натрий-иондық аккумулятор жел және күн электр станциялары үшін сақтау батареясы ретінде қызмет ете алады, бұл жаңартылатын энергияны пайдалануды арттырады. Олар төмен температурада жақсы жұмыс істейді, бұл оларды суық аймақты орналастыру үшін қолайлы етеді.
• Телекоммуникациялық базалық станциялар:Натрий-иондық батарея тұрақтылықты қамтамасыз ете отырып, телекоммуникациялық базалық станциялар үшін резервтік қуат ретінде әрекет ете алады. Олар төмен температурада жылдам зарядталады, суық аймақтағы қондырғылар үшін өте қолайлы.
• Әскери және аэроғарыш:Натрий-иондық аккумулятор сенімділікті арттыра отырып, әскери техника мен аэроғарыштық техника үшін қосалқы қуат ретінде пайдаланылуы мүмкін. Олар жоғары температурада тұрақты жұмыс істейді, жоғары температуралы орталарға жарамды.
• Басқа қолданбалар:Натрий-иондық аккумуляторды кемелерде, шахталарда, үйдегі энергияны сақтауда және т.б. қолдануға болады.

5. Арнайы натрий иондық батареясы

Kamada Power - бұл аҚытайдағы натрий иондық аккумуляторын жеткізуші өндірушілер, Kamada Power Powerwall 10 кВт сағ ұсынадыНатрий ионды батареяшешімдер және қолдауАрнайы натрий иондық батареясыбизнес қажеттіліктеріңізді қанағаттандыру үшін шешімдер. басыңызKamada Power компаниясына хабарласыңызнатрий-иондық батарея бағасын алыңыз.

Қорытынды

Литий-ионды аккумуляторға әлеуетті балама ретінде натрий иондық батареясын қолданудың кең перспективалары бар. Үздіксіз технологиялық жетістіктер мен шығындарды азайту арқылы натрий иондық батареясы таза және тұрақты энергия болашағына айтарлықтай үлес қосады.