Aplikace a výhody sodíkových iontových baterií

Zavedení

V rychle se vyvíjejícím světě skladování energie se sodno-iontové baterie prosazují jako slibná alternativa k tradičním lithium-iontovým a olověným bateriím. Díky nejnovějšímu pokroku v technologii a rostoucí poptávce po udržitelných řešeních přináší sodná iontová baterie jedinečnou sadu výhod. Vyznačují se vynikajícím výkonem v extrémních teplotách, působivými rychlostmi a vysokými bezpečnostními standardy. Tento článek se ponoří do vzrušujících aplikací sodno-iontových baterií a zkoumá, jak by mohly nahradit olověné baterie a částečně nahradit lithium-iontové baterie ve specifických scénářích – to vše při nabízení nákladově efektivního řešení.

Kamada Powerje aČína výrobci sodíkových iontů, nabídkaProdám sodno-iontovou bateriiaSodná iontová baterie 12V 100Ah, Sodná iontová baterie 12V 200Ah, podporapřizpůsobená nano baterienapětí (12V,24V,48V), kapacita (50Ah,100Ah,200Ah,300Ah), funkce, vzhled a tak dále.

1.1 Mnohonásobné výhody sodno-iontové baterie

Při srovnání s fosforečnanem lithným (LFP) a ternárními lithiovými bateriemi vykazuje sodno-iontová baterie směs silných stránek a oblastí, které je třeba zlepšit. Jak se tyto baterie stěhují do sériové výroby, očekává se, že budou zářit cenovými výhodami díky surovinám, vynikajícím zachováním kapacity při extrémních teplotách a mimořádným výkonem. V současné době však mají nižší energetickou hustotu a kratší životnost, což jsou oblasti, které stále potřebují zdokonalení. Navzdory těmto výzvám sodno-iontové baterie předstihují olověné baterie ve všech ohledech a jsou připraveny je nahradit, jakmile se výroba zvýší a náklady budou klesat.

Srovnání výkonu sodno-iontových, lithium-iontových a olověných baterií

1.1.1 Vynikající kapacita sodíkové iontové baterie při extrémních teplotách

Sodno-iontové baterie jsou mistry, pokud jde o manipulaci s extrémními teplotami, fungují efektivně mezi -40 °C a 80 °C. Vybíjejí se na více než 100 % své jmenovité kapacity při vysokých teplotách (55 °C a 80 °C) a stále si zachovávají více než 70 % své jmenovité kapacity při -40 °C. Podporují také nabíjení při -20 °C s téměř 100% účinností.

Pokud jde o výkon při nízkých teplotách, sodno-iontové baterie předčí LFP i olověné baterie. Při -20 °C si sodno-iontová baterie udrží asi 90 % své kapacity, zatímco baterie LFP klesnou na 70 % a olověné baterie na pouhých 48 %.

Křivky vybíjení sodno-iontové baterie (vlevo) baterií LFP (uprostřed) a olověných baterií (vpravo) při různých teplotách

1.1.2 Výjimečný výkon sodíkové iontové baterie

Sodné ionty se díky svému menšímu Stokesovu průměru a nižší solvatační energii v polárních rozpouštědlech mohou pochlubit vyšší vodivostí elektrolytu ve srovnání s ionty lithia. Stokesův průměr je mírou velikosti koule v tekutině, která se usazuje stejnou rychlostí jako částice; menší průměr umožňuje rychlejší pohyb iontů. Nižší solvatační energie znamená, že ionty sodíku mohou snadněji uvolňovat molekuly rozpouštědla na povrchu elektrody, čímž se zvyšuje difúze iontů a urychluje se kinetika iontů v elektrolytu.

Porovnání velikosti solvatovaných iontů a solvačních energií (KJ/mol) sodíku a lithia v různých rozpouštědlech

Tato vysoká vodivost elektrolytu má za následek působivý výkon. Sodík-iontová baterie se dokáže nabít až na 90 % za pouhých 12 minut – rychleji než lithium-iontové i olověné baterie.

Porovnání výkonu při rychlém nabíjení

1.1.3 Vynikající bezpečnost Sodík-iontové baterie za extrémních podmínek

Lithium-iontové baterie mohou být náchylné k tepelnému úniku za různých nevhodných podmínek, jako je mechanické poškození (např. rozdrcení, proražení), elektrické poškození (např. zkrat, přebíjení, nadměrné vybíjení) a tepelné poškození (např. přehřátí). . Pokud vnitřní teplota dosáhne kritického bodu, může to spustit nebezpečné vedlejší reakce a způsobit nadměrné teplo, což vede k tepelnému úniku.

Na druhou stranu sodno-iontová baterie nevykázala v bezpečnostních testech stejné problémy s tepelným únikem. Prošly testy na přebití/vybití, externí zkraty, stárnutí při vysokých teplotách a testy špatného zacházení, jako je rozdrcení, proražení a vystavení ohni, bez rizik spojených s lithium-iontovými bateriemi.

2.2 Nákladově efektivní řešení pro různé aplikace, rozšiřující tržní potenciál

Sodík-iontová baterie zazáří z hlediska hospodárnosti v různých aplikacích. V několika oblastech překonávají olověné baterie, což z nich činí atraktivní náhradu na trzích, jako jsou malé energetické systémy dvoukolových vozidel, automobilové start-stop systémy a telekomunikační základnové stanice. Se zlepšením výkonu cyklu a snížením nákladů prostřednictvím hromadné výroby může sodná iontová baterie částečně nahradit baterie LFP v elektrických vozidlech třídy A00 a scénářích skladování energie.

Aplikace sodno-iontové baterie

• Dvoukolové malé energetické systémy:Sodno-iontová baterie nabízí lepší náklady na životnost a hustotu energie ve srovnání s olověnými bateriemi.
• Automobilové systémy Start-Stop:Jejich vynikající výkon při vysokých a nízkých teplotách spolu s vynikající životností dobře zapadají do automobilových požadavků start-stop.
• Telekomunikační základnové stanice:Vysoká bezpečnost a tolerance nadměrného vybití činí sodnou iontovou baterii ideální pro udržení energie během výpadků.
• Skladování energie:Sodno-iontové baterie jsou vhodné pro aplikace pro skladování energie díky své vysoké bezpečnosti, vynikajícímu teplotnímu výkonu a dlouhé životnosti.
• Elektrická vozidla třídy A00:Poskytují nákladově efektivní a stabilní řešení splňující potřeby energetické hustoty pro tato vozidla.

2.2.1 Elektromobily třídy A00: Řešení problému kolísání cen LFP kvůli nákladům na suroviny

Elektromobily třídy A00, známé také jako mikroauta, jsou navrženy tak, aby byly nákladově efektivní s kompaktními rozměry, díky čemuž jsou ideální pro navigaci v provozu a hledání parkování v přeplněných oblastech.

U těchto vozidel jsou významným faktorem náklady na baterie. Většina vozů třídy A00 má cenu mezi 30 000 a 80 000 CNY a zaměřuje se na trh citlivý na cenu. Vzhledem k tomu, že baterie tvoří podstatnou část nákladů na vozidlo, jsou stabilní ceny baterií pro prodej rozhodující.

Tato mikroauta mají obvykle dojezd pod 250 km, přičemž jen malé procento nabízí dojezd až 400 km. Vysoká hustota energie tedy není primárním problémem.

Sodno-iontové baterie mají stabilní náklady na suroviny a spoléhají na uhličitan sodný, který je hojný a méně podléhá cenovým výkyvům ve srovnání s bateriemi LFP. Jejich energetická hustota je konkurenceschopná pro vozidla třídy A00, což z nich činí nákladově efektivní volbu.

2.2.2 Trh s olověnými bateriemi: Sodíkové iontové baterie mají celkově lepší výkon, jsou připraveny na výměnu

Olověné baterie se primárně používají ve třech aplikacích: dvoukolové malé energetické systémy, automobilové start-stop systémy a záložní baterie pro základnové stanice telekomunikací.

• Dvoukolové malé energetické systémy: Sodno-iontová baterie nabízí vynikající výkon, delší životnost cyklu a vyšší bezpečnost ve srovnání s olověnými bateriemi.

• Automobilové systémy Start-Stop: Vysoká bezpečnost a rychlost rychlého nabíjení sodno-iontových baterií z nich činí ideální náhradu za olověné baterie v systémech start-stop.
• Telekomunikační základnové stanice: Sodno-iontová baterie poskytuje lepší výkon, pokud jde o odolnost při vysokých a nízkých teplotách, nákladovou efektivitu a dlouhodobou bezpečnost ve srovnání s olověnými bateriemi.

Sodík-iontová baterie překonává olověné baterie ve všech aspektech. Schopnost efektivně pracovat v extrémních teplotách ve spojení s vyšší hustotou energie a cenovými výhodami staví sodno-iontové baterie jako vhodnou náhradu olověných baterií. Očekává se, že sodno-iontová baterie bude dominovat s tím, jak technologie dospívá a zvyšuje se nákladová efektivita.

Závěr

Jak pokračuje hledání inovativních řešení skladování energie,Sodno-iontová baterievynikají jako všestranná a cenově výhodná možnost. Jejich schopnost dobře fungovat v širokém teplotním rozsahu v kombinaci s působivými rychlostmi a vylepšenými bezpečnostními funkcemi je staví jako silného uchazeče na trhu baterií. Ať už se jedná o napájení elektrických vozidel třídy A00, výměnu olověných baterií v malých energetických systémech nebo podporu telekomunikačních základnových stanic, sodná iontová baterie nabízí praktické a perspektivní řešení. Díky neustálému pokroku a potenciálnímu snižování nákladů prostřednictvím hromadné výroby bude technologie sodíkových iontů hrát klíčovou roli při utváření budoucnosti skladování energie.