در دنیای به سرعت در حال تحول ذخیره‌سازی انرژی، دو نوع باتری خبرساز شده‌اند:باتری‌های سدیم-یون (SIB)وباتری‌های لیتیوم-آهن-فسفات (باتری‌های LFP)هم فناوری باتری سدیمی و هم فناوری باتری لیتیومی، فناوری‌های نویدبخشی هستند، اما ویژگی‌های متمایزی دارند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می‌کند. در این مقاله، بررسی خواهیم کرد که باتری‌های سدیم-یون و لیتیوم-آهن-فسفات چیستند و سپس تفاوت‌های آنها را بر اساس یافته‌های تحقیقاتی اخیر مقایسه خواهیم کرد.
باتری‌های سدیم-یون (SIB) چیستند؟
باتری‌های سدیم-یون (SIB)نوعی باتری قابل شارژ هستند که از یون‌های سدیم (Na+) به عنوان حامل‌های بار استفاده می‌کنند. سدیم فراوان و ارزان است، و همین امر SIBها را به یک فناوری جدید باتری برای جایگزینی لیتیوم تبدیل می‌کند.
باتری‌های یون سدیم سدیم (SIB) معمولاً از کربن سخت به عنوان ماده آند استفاده می‌کنند که با گرافیت مورد استفاده در باتری‌های یون لیتیوم لیتیوم متفاوت است. مواد کاتد می‌توانند متفاوت باشند، اما اغلب به گونه‌ای طراحی می‌شوند که اندازه بزرگتر یون‌های سدیم را در مقایسه با یون‌های لیتیوم در خود جای دهند.
باتری‌های LFP (باتری لیتیوم-آهن-فسفات) چیستند؟
باتری‌های لیتیوم-آهن-فسفات (باتری‌های LFP)زیرمجموعه‌ای از باتری‌های لیتیوم-یونی هستند که از فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) به عنوان ماده کاتدی استفاده می‌کنند.
باتری‌های لیتیوم LiFePO4 به دلیل پایداری حرارتی، عمر طولانی و ایمنی شناخته شده‌اند.
آنها به طور گسترده در وسایل نقلیه الکتریکی (EVs)، ذخیره انرژی تجدیدپذیر و سایر کاربردهایی که ایمنی و طول عمر بسیار مهم است، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
باتری سدیم-یون در مقابل باتری لیتیوم-یون
تصویر: دانشگاه فنی مونیخ (TUM)، مجله منابع قدرت، CC BY 4.0
| معیارهای مقایسه | باتری سدیم-یون | باتری لیتیوم-آهن-فسفات |
| عملکرد الکتریکی | - حساسیت بیشتر به وضعیت شارژ (SOC) و دما. - مقاومت پالس و امپدانس در SOC پایین (<30%) به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد اما در SOC بالا کاهش می‌یابد. | - حداقل وابستگی به SOC و دما. - مقاومت و امپدانس پایدار در SOC و دمای متغیر. |
| مواد آند | از کربن سخت به عنوان ماده آند استفاده می‌کند که برای جذب و دفع یون سدیم مناسب است. | از گرافیت به عنوان ماده آند استفاده می‌کند که برای جذب و دفع یون لیتیوم مناسب است. |
| راندمان و اتلاف انرژی | - کارایی به شدت به SOC وابسته است. - اتلاف انرژی هنگام تغییر بین ۵۰٪ تا ۱۰۰٪ SOC به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. | - کارایی کمتر وابسته به SOC. - حفظ کارایی پایدار در طیف وسیعی از مراکز عملیات امنیتی (SOC). |
| هزینه و فراوانی مواد | - سدیم فراوان و کم‌هزینه است و مزایای بالقوه‌ای از نظر هزینه ارائه می‌دهد. - فناوری و فرآیندهای تولید هنوز در حال توسعه هستند که ممکن است مزایای هزینه‌ای کوتاه‌مدت را جبران کند. | - لیتیوم نسبتاً کمیاب و گران‌تر است. - فرآیندهای تولید بالغ و زنجیره تأمین مستقر، آن را در کوتاه‌مدت از نظر هزینه رقابتی می‌کند. |
| کاربردها | - مناسب برای کاربردهای حساس به هزینه، مانند ذخیره انرژی شبکه. - ایده‌آل برای کاربردهایی که وزن و اندازه اهمیت کمتری دارند. | - مناسب برای کاربردهایی که نیاز به ایمنی و پایداری بالا دارند، مانند وسایل نقلیه الکتریکی و ذخیره انرژی خورشیدی. - ایده‌آل برای سناریوهایی که نیاز به چرخه عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالا دارند. |
| حساسیت دما | - عملکرد در دماهای پایین یا بالا بیشتر نوسان می‌کند. - تغییرات دما به طور قابل توجهی بر مقاومت و امپدانس تأثیر می گذارد. | - عملکرد پایدار در طیف وسیعی از دماها - تغییرات دما تأثیر حداقلی بر عملکرد دارد. |
| چگالی انرژی | - چگالی انرژی پایین‌تر، مناسب برای کاربردهایی که چگالی انرژی عامل مهمی نیست. | - چگالی انرژی بالاتر، مناسب برای کاربردهایی که به چگالی انرژی بالا نیاز دارند، مانند وسایل نقلیه الکتریکی. |
| ایمنی | - ایمنی خوب، اما آند کربنی سخت ممکن است باعث ایجاد هیسترزیس شود. | - ایمنی عالی، پایداری حرارتی بالا و ریسک پایین فرار حرارتی. |
| تحقیق و توسعه | - این فناوری هنوز در دست توسعه است و تحقیقات بر بهینه‌سازی مواد آند و کاتد برای بهبود عملکرد متمرکز شده است. | - فناوری بالغ، با تحقیقات متمرکز بر بهبود بیشتر چگالی انرژی و کاهش هزینه‌ها. |
خلاصه:
- ⭐باتری‌های سدیم-یون (SIB) مزایایی از نظر هزینه و فراوانی مواد ارائه می‌دهند، اما نسبت به دما و SOC حساس‌تر هستند و آنها را برای کاربردهای حساس به هزینه با الزامات عملکردی کمتر سختگیرانه مناسب می‌کنند.
- ⭐باتری‌های خورشیدی LiFePO4 از نظر پایداری، ایمنی و کارایی عالی هستند و آنها را برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد بالا، ایمنی و طول عمر طولانی دارند، ایده‌آل می‌کنند.
این جدول مقایسه‌ای واضح و شهودی از دو فناوری باتری ارائه می‌دهد و به تصمیم‌گیرندگان کمک می‌کند تا مناسب‌ترین گزینه را بر اساس نیازهای خاص خود انتخاب کنند.
نتیجه‌گیری
هم یون سدیم و همباتری‌های لیتیوم یون فسفاتمزایا و چالش‌های منحصر به فرد خود را دارند. باتری‌های سدیمی به دلیل فراوانی سدیم، پتانسیل کاهش هزینه‌ها را دارند، اما نسبت به تغییرات SOC و دما حساس‌تر هستند که می‌تواند بر راندمان آنها تأثیر بگذارد. از سوی دیگر،باتری‌های لیتیومی LiFePO4عملکرد پایدار، چرخه عمر طولانی و ایمنی بالا را ارائه می‌دهند و آنها را برای طیف وسیعی از کاربردها، به ویژه در مواردی که قابلیت اطمینان بسیار مهم است، ایده‌آل می‌کنند.
با ادامه تحقیقات، می‌توانیم انتظار پیشرفت‌های بیشتری در هر دو فناوری را داشته باشیم که به طور بالقوه منجر به کاربردهای جدید و بهبود عملکرد می‌شود. در حال حاضر، انتخاب بین سدیم-یون وباتری‌های لیتیوم فسفاتبستگی به الزامات خاص برنامه، از جمله هزینه، عملکرد و ملاحظات ایمنی خواهد داشت.
با درک تفاوت‌های بین این دو نوع باتری، شرکت‌ها می‌توانند تصمیمات آگاهانه‌تری در مورد اینکه کدام فناوری به بهترین وجه با نیازهای آنها مطابقت دارد، بگیرند، چه در حال تولید باتری برای وسایل نقلیه الکتریکی، ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر یا سایر کاربردها باشند.
▲ اطلاعات بیشتر در مورد باتری، لطفاً اینجا کلیک کنید:https://www.youth-power.net/faqs/هرگونه سوال یا درخواستی در مورد باتری لیتیوم LiFePO4، لطفا با ما تماس بگیرید.sales@youth-power.net.