En el món de l'emmagatzematge d'energia, en ràpida evolució, dos tipus de bateries han estat notícia:Bateries d'ions de sodi (SIB)iBateries de liti-ferro-fosfat (bateries LFP)Tant la tecnologia de bateries de sodi com la de liti són tecnologies prometedores, però tenen característiques diferents que les fan adequades per a diferents aplicacions. En aquest article, explorarem què són les bateries d'ions de sodi i de liti-fosfat de ferro i, a continuació, compararem les seves diferències basant-nos en resultats d'investigacions recents.
Què són les bateries d'ions de sodi (SIB)?
Bateries d'ions de sodi (SIB)són un tipus de bateria recarregable que utilitza ions de sodi (Na+) com a portadors de càrrega. El sodi és abundant i barat, cosa que converteix les SIB en una nova tecnologia de bateria per substituir el liti.
Els SIB solen utilitzar carboni dur com a material de l'ànode, que és diferent del grafit que s'utilitza habitualment en els LIB. Els materials del càtode poden variar, però sovint estan dissenyats per adaptar-se a la mida més gran dels ions de sodi en comparació amb els ions de liti.
Què són les bateries LFP (bateries de liti-ferro-fosfat)?
Bateries de liti-ferro-fosfat (bateries LFP)són un subtipus d'emmagatzematge de bateries de liti-ió que utilitzen fosfat de ferro i liti (LiFePO4) com a material del càtode.
Les bateries de liti LiFePO4 són conegudes per la seva estabilitat tèrmica, la seva llarga vida útil i la seva seguretat.
S'utilitzen àmpliament en vehicles elèctrics (VE), emmagatzematge d'energia renovable i altres aplicacions on la seguretat i la longevitat són crítiques.
Bateria d'ions de sodi VS bateria d'ions de liti
Imatge: Universitat Tècnica de Munic (TUM), Revista de Fonts d'Energia, CC BY 4.0
| Criteris de comparació | Bateria d'ions de sodi | Bateria de liti-ferro-fosfat |
| Rendiment elèctric | - Més sensible a l'estat de càrrega (SOC) i a la temperatura. - La resistència i la impedància del pols augmenten significativament a un SOC baix (<30%) però disminueixen a un SOC alt. | - Mínima dependència del SOC i la temperatura. - Resistència i impedància estables en diferents tipus de SOC i temperatura. |
| Material de l'ànode | Utilitza carboni dur com a material de l'ànode, adequat per a la intercalació i desintercalació d'ions de sodi. | Utilitza grafit com a material de l'ànode, adequat per a la intercalació i desintercalació d'ions de liti. |
| Eficiència i pèrdua d'energia | - L'eficiència depèn en gran mesura del SOC. - La pèrdua d'energia es redueix significativament quan es cicla entre el 50% i el 100% de SOC. | - Eficiència menys dependent del SOC. - Manté una eficiència consistent en una àmplia gamma de SOC. |
| Cost i abundància de materials | - El sodi és abundant i de baix cost, cosa que ofereix possibles avantatges en termes de costos. - La tecnologia i els processos de fabricació encara estan en desenvolupament, cosa que pot compensar els beneficis de costos a curt termini. | - El liti és relativament escàs i més car. - Els processos de fabricació madurs i la cadena de subministrament establerta la fan competitiva en costos a curt termini. |
| Aplicacions | - Apte per a aplicacions sensibles al cost, com ara l'emmagatzematge d'energia a la xarxa. - Ideal per a aplicacions on el pes i la mida són menys crítics. | - Apte per a aplicacions que requereixen alta seguretat i estabilitat, com ara vehicles elèctrics i emmagatzematge d'energia solar. - Ideal per a escenaris que requereixen una llarga vida útil i una alta fiabilitat. |
| Sensibilitat a la temperatura | - El rendiment fluctua més a temperatures baixes o altes. - Els canvis de temperatura afecten significativament la resistència i la impedància. | - Rendiment estable en un ampli rang de temperatures. - Els canvis de temperatura tenen un impacte mínim en el rendiment. |
| Densitat d'energia | - Menor densitat d'energia, adequada per a aplicacions on la densitat d'energia no és un factor crític. | - Major densitat d'energia, adequada per a aplicacions que requereixen una alta densitat d'energia, com ara els vehicles elèctrics. |
| Seguretat | - Bona seguretat, però l'ànode de carboni dur pot causar histèresi. | - Excel·lent seguretat, alta estabilitat tèrmica i baix risc de desbordament tèrmic. |
| Recerca i Desenvolupament | - La tecnologia encara està en desenvolupament, amb una investigació centrada en l'optimització dels materials de l'ànode i el càtode per millorar el rendiment. | - Tecnologia madura, amb recerca centrada en millorar encara més la densitat energètica i reduir els costos. |
Resum:
- ⭐Bateries d'ions de sodi (SIB) ofereixen avantatges en cost i abundància de materials, però són més sensibles a la temperatura i al SOC, cosa que els fa adequats per a aplicacions sensibles al cost amb requisits de rendiment menys estrictes.
- ⭐Bateries solars LiFePO4 excel·leixen en estabilitat, seguretat i eficiència, cosa que els fa ideals per a aplicacions que requereixen alt rendiment, seguretat i una llarga vida útil.
Aquesta taula proporciona una comparació clara i intuïtiva de les dues tecnologies de bateries, ajudant els responsables de la presa de decisions a triar l'opció més adequada en funció de les necessitats específiques.
Conclusió
Tant l'ió de sodi combateries de fosfat d'ions de lititenen els seus avantatges i reptes únics. Les bateries de sodi ofereixen el potencial de costos més baixos a causa de l'abundància de sodi, però són més sensibles als canvis en el SOC i la temperatura, cosa que pot afectar la seva eficiència. D'altra banda,Bateries de liti LiFePO4proporcionen un rendiment estable, una llarga vida útil i una alta seguretat, cosa que els fa ideals per a una àmplia gamma d'aplicacions, especialment on la fiabilitat és crucial.
A mesura que continua la recerca, podem esperar més avenços en ambdues tecnologies, que podrien conduir a noves aplicacions i a un millor rendiment. De moment, l'elecció entre ió de sodi ibateries de fosfat de litidependrà dels requisits específics de l'aplicació, incloent-hi consideracions de cost, rendiment i seguretat.
En comprendre les diferències entre aquests dos tipus de bateries, les empreses poden prendre decisions més informades sobre quina tecnologia s'adapta millor a les seves necessitats, tant si es tracta de produir bateries per a vehicles elèctrics, emmagatzematge d'energia renovable o altres aplicacions.
▲ Més informació sobre bateries, feu clic aquí:https://www.youth-power.net/faqs/Qualsevol consulta o pregunta sobre bateries de liti LiFePO4, no dubteu a contactar amb nosaltres asales@youth-power.net.