Sparčiai besivystančiame energijos kaupimo pasaulyje antraštėse minimi dviejų tipų akumuliatoriai:Natrio jonų baterijos (SIB)irLičio-geležies-fosfato baterijos (LFP baterijos)Tiek natrio, tiek ličio akumuliatorių technologijos yra perspektyvios technologijos, tačiau jos pasižymi skirtingomis savybėmis, dėl kurių jas galima naudoti skirtingose srityse. Šiame straipsnyje nagrinėsime, kas yra natrio jonų ir ličio-geležies-fosfato akumuliatoriai, o tada palyginsime jų skirtumus, remdamiesi naujausiais tyrimų rezultatais.
Kas yra natrio jonų baterijos (SIB)?
Natrio jonų baterijos (SIB)yra įkraunamų baterijų tipas, kuriame kaip krūvininkai naudojami natrio jonai (Na+). Natrio yra gausu ir jis yra nebrangus, todėl SIB yra nauja baterijų technologija, galinti pakeisti ličio jonus.
SIB paprastai naudoja kietą anglį kaip anodo medžiagą, kuri skiriasi nuo grafito, dažniausiai naudojamo LIB. Katodo medžiagos gali skirtis, tačiau jos dažnai yra sukurtos taip, kad tilptų didesnio dydžio natrio jonai, palyginti su ličio jonais.
Kas yra LFP baterijos (ličio-geležies-fosfato baterijos)?
Ličio-geležies-fosfato baterijos (LFP baterijos)yra ličio jonų akumuliatorių potipis, kuriame kaip katodo medžiaga naudojamas ličio geležies fosfatas (LiFePO4).
Ličio jonų „LiFePO4“ baterijos yra žinomos dėl savo šiluminio stabilumo, ilgo ciklo tarnavimo laiko ir saugumo.
Jie plačiai naudojami elektrinėse transporto priemonėse (EV), atsinaujinančios energijos kaupimo sistemose ir kitose srityse, kur saugumas ir ilgaamžiškumas yra labai svarbūs.
Natrio jonų akumuliatorius ir ličio jonų akumuliatorius
Vaizdas: Miuncheno technikos universitetas (TUM), „Journal of Power Sources“, CC BY 4.0
| Palyginimo kriterijai | Natrio jonų akumuliatorius | Ličio-geležies-fosfato akumuliatorius |
| Elektrinės charakteristikos | - Jautresnis įkrovos būsenai ir temperatūrai. - Impulso varža ir impedansas reikšmingai padidėja esant mažam SOC (<30 %), tačiau sumažėja esant dideliam SOC. | - Minimali priklausomybė nuo SOC ir temperatūros. - Stabili varža ir varža esant skirtingam SOC ir temperatūrai. |
| Anodo medžiaga | Kaip anodo medžiaga naudojama kieta anglis, tinkama natrio jonų interkaliacijai ir deinterkaliacijai. | Naudoja grafitą kaip anodo medžiagą, tinkamą ličio jonų interkaliacijai ir deinterkaliacijai. |
| Efektyvumas ir energijos nuostoliai | - Efektyvumas labai priklauso nuo SOC. - Energijos nuostoliai žymiai sumažėja, kai cikliškai keičiamas įkrovos lygis nuo 50% iki 100%. | - Efektyvumas mažiau priklausomas nuo SOC. - Išlaiko pastovų efektyvumą plačiame SOC diapazone. |
| Kaina ir medžiagų gausa | - Natrio yra gausu ir jis yra nebrangus, todėl gali būti ekonomiškai naudingas. – Technologijos ir gamybos procesai vis dar vystosi, o tai gali atsverti trumpalaikę sąnaudų naudą. | - Ličio yra gana mažai ir jis yra brangesnis. - Subrendę gamybos procesai ir nusistovėjusi tiekimo grandinė trumpuoju laikotarpiu užtikrina konkurencingumą sąnaudų atžvilgiu. |
| Paraiškos | - Tinka sąnaudoms jautrioms reikmėms, tokioms kaip tinklo energijos kaupimas. - Idealiai tinka toms reikmėms, kur svoris ir dydis nėra tokie svarbūs. | - Tinka taikymams, kuriems reikalingas didelis saugumas ir stabilumas, pavyzdžiui, elektromobiliams ir saulės energijos kaupimui. - Idealiai tinka scenarijams, kuriems reikalingas ilgas ciklo tarnavimo laikas ir didelis patikimumas. |
| Temperatūros jautrumas | - Veikimas labiau svyruoja esant žemai arba aukštai temperatūrai. - Temperatūros pokyčiai daro didelę įtaką varžai ir impedancijai. | - Stabilus veikimas plačiame temperatūrų diapazone. - Temperatūros pokyčiai turi minimalią įtaką veikimui. |
| Energijos tankis | - Mažesnis energijos tankis, tinka tais atvejais, kai energijos tankis nėra lemiamas veiksnys. | - Didesnis energijos tankis, tinka taikymams, kuriems reikalingas didelis energijos tankis, pavyzdžiui, elektrinėms transporto priemonėms. |
| Saugumas | - Geras saugumas, bet kietas anglies anodas gali sukelti histerezę. | - Puikus saugumas, didelis terminis stabilumas ir maža šiluminio išsiveržimo rizika. |
| Tyrimai ir plėtra | – Technologija vis dar kuriama, tyrimai daugiausia skirti anodų ir katodų medžiagų optimizavimui, siekiant pagerinti našumą. | - Brandžios technologijos, kurių tyrimai skirti tolesniam energijos tankio gerinimui ir sąnaudų mažinimui. |
Santrauka:
- ⭐Natrio jonų baterijos (SIB) siūlo pranašumus kainos ir medžiagų gausos požiūriu, tačiau yra jautresni temperatūrai ir SOC, todėl jie tinka sąnaudoms jautrioms reikmėms, kurioms keliami mažiau griežti našumo reikalavimai.
- ⭐LiFePO4 saulės baterijos pasižymi stabilumu, saugumu ir efektyvumu, todėl idealiai tinka taikymams, kuriems reikalingas didelis našumas, saugumas ir ilgas tarnavimo laikas.
Šioje lentelėje pateikiamas aiškus ir intuityvus dviejų akumuliatorių technologijų palyginimas, padedantis sprendimus priimantiems asmenims pasirinkti tinkamiausią variantą pagal konkrečius poreikius.
Išvada
Ir natrio jonų, irličio jonų fosfato baterijosturi savų unikalių privalumų ir iššūkių. Natrio baterijos gali būti pigesnės dėl gausaus natrio kiekio, tačiau jos yra jautresnės SOC ir temperatūros pokyčiams, o tai gali turėti įtakos jų efektyvumui. Kita vertus,LiFePO4 ličio baterijosužtikrina stabilų veikimą, ilgą ciklo tarnavimo laiką ir aukštą saugumą, todėl jie idealiai tinka įvairioms reikmėms, ypač ten, kur patikimumas yra labai svarbus.
Tęsiant tyrimus, galime tikėtis tolesnės abiejų technologijų pažangos, galinčios atverti naujas taikymo sritis ir pagerinti našumą. Kol kas pasirinkimas tarp natrio jonų irličio fosfato baterijospriklausys nuo konkrečių taikymo reikalavimų, įskaitant kainą, našumą ir saugos aspektus.
Suprasdamos šių dviejų tipų baterijų skirtumus, įmonės gali priimti labiau pagrįstus sprendimus dėl to, kuri technologija geriausiai atitinka jų poreikius, nesvarbu, ar jos gamina baterijas elektromobiliams, atsinaujinančios energijos kaupimui, ar kitoms reikmėms.
▲ Daugiau informacijos apie baterijas rasite čia:https://www.youth-power.net/faqs/Jei turite klausimų ar klausimų dėl ličio LiFePO4 akumuliatorių, susisiekite su mumis adresusales@youth-power.net.