Энергияны сақтаудың қарқынды дамып келе жатқан әлемінде батареялардың екі түрі тақырыптарға айналды:Натрий-иондық батареялар (SIBs)жәнеЛитий-темір-фосфатты батареялар (LFP батареялары). Натрий батареясының технологиясы да, литий батареясының технологиясы да перспективалы технологиялар болып табылады, бірақ олардың әртүрлі қолданбаларға жарамды ететін ерекше сипаттамалары бар. Бұл мақалада біз натрий-иондық және литий-темір-фосфатты батареялардың не екенін зерттейміз, содан кейін соңғы зерттеулердің нәтижелеріне негізделген олардың айырмашылықтарын салыстырамыз.
Натрий-иондық батареялар (SIBs) дегеніміз не?
Натрий-иондық батареялар (SIBs)заряд тасымалдаушы ретінде натрий иондарын (Na+) пайдаланатын қайта зарядталатын батарея түрі болып табылады. Натрий мол және арзан, бұл SIBs литийді алмастыратын жаңа батарея технологиясына айналдырады.
SIB әдетте анод материалы ретінде қатты көміртекті пайдаланады, ол LIB-де жиі қолданылатын графиттен ерекшеленеді. Катодтық материалдар әртүрлі болуы мүмкін, бірақ олар көбінесе литий иондарымен салыстырғанда натрий иондарының үлкен мөлшерін орналастыруға арналған.
LFP батареялары (литий-темір-фосфатты батарея) дегеніміз не?
Литий-темір-фосфатты батареялар (LFP батареялары)катод материалы ретінде литий темір фосфатын (LiFePO4) пайдаланатын литий-ионды батареяларды сақтаудың ішкі түрі болып табылады.
Lithium LiFePO4 батареялары термиялық тұрақтылығымен, ұзақ қызмет ету мерзімімен және қауіпсіздігімен танымал.
Олар электр көліктерінде (EV), жаңартылатын энергияны сақтауда және қауіпсіздік пен ұзақ өмір сүру маңызды болып табылатын басқа қолданбаларда кеңінен қолданылады.
Натрий-ионды батарея VS литий-ионды батарея
Сурет: Мюнхен техникалық университеті (TUM), қуат көздері журналы, CC BY 4.0
| Салыстыру критерийлері | Натрий-иондық аккумулятор | Литий-темір-фосфатты батарея |
| Электрлік өнімділік | - Заряд күйіне (SOC) және температураға көбірек сезімтал. - Төмен SOC (<30%) кезінде импульстік кедергі мен кедергі айтарлықтай артады, бірақ жоғары SOC кезінде төмендейді. | - SOC және температураға минималды тәуелділік. - Әртүрлі SOC және температура кезінде тұрақты қарсылық пен кедергі. |
| Анод материалы | Анод материалы ретінде қатты көміртекті пайдаланады, натрий ионының интеркалациясы мен деинтеркалациясына жарамды. | Литий иондарын интеркалациялау және деинтеркалациялау үшін қолайлы анод материалы ретінде графитті пайдаланады. |
| Тиімділік және энергия шығыны | - Тиімділік SOC-қа өте тәуелді. - 50%-100% SOC арасында айналымда энергия шығыны айтарлықтай төмендейді. | - Тиімділік SOC-қа тәуелді емес. - SOC кең ауқымында тұрақты тиімділікті сақтайды. |
| Құны және материалдың көптігі | - Натрий өте көп және арзан, әлеуетті шығындардың артықшылығын ұсынады. - Технологиялар мен өндіріс процестері әлі де дамып келеді, бұл қысқа мерзімді шығындардың пайдасын өтеуі мүмкін. | - Литий салыстырмалы түрде тапшы және қымбатырақ. - Жетілген өндірістік процестер мен белгіленген жеткізу тізбегі оны қысқа мерзімді перспективада бәсекеге қабілетті етеді. |
| Қолданбалар | - Тор энергиясын сақтау сияқты шығынды қажет ететін қолданбаларға қолайлы. - Салмағы мен өлшемі маңызды емес қолданбалар үшін өте қолайлы. | - Электрлік көліктер және күн энергиясын сақтау сияқты жоғары қауіпсіздік пен тұрақтылықты қажет ететін қолданбалар үшін қолайлы. - Ұзақ циклды және жоғары сенімділікті қажет ететін сценарийлер үшін өте қолайлы. |
| Температураға сезімталдық | - Төмен немесе жоғары температурада өнімділік көбірек өзгереді. - Температураның өзгеруі кедергі мен кедергіге айтарлықтай әсер етеді. | - Кең температура диапазонында тұрақты өнімділік. - Температураның өзгеруі өнімділікке ең аз әсер етеді. |
| Энергия тығыздығы | - Төменгі энергия тығыздығы, энергия тығыздығы маңызды фактор болып табылмайтын қолданбалар үшін қолайлы. | - Энергия тығыздығы жоғары, электрлік көліктер сияқты жоғары энергия тығыздығын қажет ететін қолданбаларға жарамды. |
| Қауіпсіздік | - Жақсы қауіпсіздік, бірақ қатты көміртекті анод гистерезис тудыруы мүмкін. | - Өте жақсы қауіпсіздік, жоғары термиялық тұрақтылық және термиялық қашу қаупі төмен. |
| Зерттеулер және әзірлемелер | - Жұмысты жақсарту үшін анод пен катодтық материалдарды оңтайландыруға бағытталған зерттеулермен технология әлі де дамып жатыр. | - Энергия тығыздығын одан әрі жақсартуға және шығындарды азайтуға бағытталған зерттеулері бар жетілген технология. |
Түйіндеме:
- ⭐Натрий-иондық батареялар (SIBs) құны мен материалдың көптігі бойынша артықшылықтарды ұсынады, бірақ температура мен SOC-қа сезімтал, бұл оларды өнімділік талаптары азырақ шығынды қажет ететін қолданбаларға қолайлы етеді.
- ⭐LiFePO4 күн батареялары тұрақтылық, қауіпсіздік және тиімділік бойынша жоғары, бұл оларды жоғары өнімділікті, қауіпсіздікті және ұзақ қызмет ету мерзімін қажет ететін қолданбалар үшін тамаша етеді.
Бұл кесте екі батарея технологиясының анық және интуитивті салыстыруын қамтамасыз етеді, шешім қабылдаушыларға нақты қажеттіліктерге негізделген ең қолайлы нұсқаны таңдауға көмектеседі.
Қорытынды
Натрий-ион жәнелитий-ион фосфатты батареяларолардың бірегей артықшылықтары мен қиындықтары бар. Натрий батареялары натрийдің көптігіне байланысты төмен шығындарға мүмкіндік береді, бірақ олар SOC және температураның өзгеруіне сезімтал, бұл олардың тиімділігіне әсер етуі мүмкін. Басқа жақтан,LiFePO4 литий батареяларытұрақты өнімділікті, ұзақ цикл мерзімін және жоғары қауіпсіздікті қамтамасыз етеді, бұл оларды кең ауқымды қолданбалар үшін өте қолайлы етеді, әсіресе сенімділік маңызды болған жерде.
Зерттеулер жалғасуда, біз екі технологияда да жаңа қосымшаларға және жақсартылған өнімділікке әкелуі мүмкін әрі қарайғы жетістіктерді күтуге болады. Әзірге натрий-ион және арасындағы таңдаулитий фосфатты батареяларқұны, өнімділігі және қауіпсіздік мәселелерін қоса алғанда, қолданбаның нақты талаптарына байланысты болады.
Аккумуляторлардың осы екі түрінің арасындағы айырмашылықтарды түсіну арқылы компаниялар электр көліктері үшін аккумуляторлар, жаңартылатын энергияны сақтау немесе басқа қолданбалар үшін аккумуляторлар шығара ма, олардың қажеттіліктеріне қай технология сәйкес келетіні туралы неғұрлым саналы шешім қабылдай алады.
▲ Батарея туралы көбірек білу үшін мына жерді басыңыз:https://www.youth-power.net/faqs/. Кез келген литий LiFePO4 батареясы туралы сұрау немесе сұрақтар бойынша бізбен байланысыңызsales@youth-power.net.