Nātrija jonu akumulators salīdzinājumā ar litija-dzelzs-fosfāta akumulatoru

Strauji mainīgajā enerģijas uzkrāšanas pasaulē virsrakstos nonāk divu veidu baterijas:Nātrija jonu akumulatori (SIB)unLitija-dzelzs-fosfāta akumulatori (LFP akumulatori)Gan nātrija akumulatoru tehnoloģija, gan litija akumulatoru tehnoloģija ir daudzsološas tehnoloģijas, taču tām ir atšķirīgas īpašības, kas padara tās piemērotas dažādiem lietojumiem. Šajā rakstā mēs izpētīsim, kas ir nātrija jonu un litija-dzelzs-fosfāta akumulatori, un pēc tam salīdzināsim to atšķirības, pamatojoties uz jaunākajiem pētījumu rezultātiem.

Kas ir nātrija jonu akumulatori (SIB)?

Nātrija jonu akumulatori (SIB)ir uzlādējamu akumulatoru veids, kas kā lādiņnesējus izmanto nātrija jonus (Na+). Nātrijs ir plaši pieejams un lēts, padarot SIB par jaunu akumulatoru tehnoloģiju litija aizstāšanai.

SIB parasti izmanto cieto ogli kā anoda materiālu, kas atšķiras no grafīta, ko parasti izmanto LIB. Katoda materiāli var atšķirties, taču tie bieži ir paredzēti, lai pielāgotos lielāka izmēra nātrija joniem salīdzinājumā ar litija joniem.

nātrija jonu akumulators

Kas ir LFP akumulatori (litija-dzelzs-fosfāta akumulatori)?

Litija-dzelzs-fosfāta akumulatori (LFP akumulatori)ir litija jonu akumulatoru apakštips, kuros kā katoda materiālu izmanto litija dzelzs fosfātu (LiFePO4).

Litija LiFePO4 akumulatori ir pazīstami ar savu termisko stabilitāti, ilgmūžību un drošību.

Tos plaši izmanto elektriskajos transportlīdzekļos (EV), atjaunojamās enerģijas uzglabāšanā un citās lietojumprogrammās, kur drošība un ilgmūžība ir kritiski svarīgas.

lifepo4 saules akumulators

Nātrija jonu akumulators pret litija jonu akumulatoru

nātrija jons pret litija jonu
Nātrija jonu akumulators salīdzinājumā ar LiFeP04 akumulatoru

 

 

Nātrija jonu akumulators pret litija jonu akumulatoru

Attēls: Minhenes Tehniskā universitāte (TUM), Journal of Power Sources, CC BY 4.0

Salīdzināšanas kritēriji

Nātrija jonu akumulators Litija-dzelzs-fosfāta akumulators
Elektriskā veiktspēja - Jutīgāks pret uzlādes stāvokli (SOC) un temperatūru.
- Impulsa pretestība un impedance ievērojami palielinās pie zema SOC (<30%), bet samazinās pie augsta SOC.
- Minimāla atkarība no SOC un temperatūras.
- Stabila pretestība un impedance dažādos SOC un temperatūrās.
Anoda materiāls Kā anoda materiālu izmanto cieto ogli, kas ir piemērots nātrija jonu interkalācijai un deinterkalācijai. Kā anoda materiālu izmanto grafītu, kas ir piemērots litija jonu interkalācijai un deinterkalācijai.
Efektivitāte un enerģijas zudumi - Efektivitāte ir ļoti atkarīga no SOC.
- Enerģijas zudumi ievērojami samazinās, cikliski mainot uzlādes līmeni no 50% līdz 100%.
- Efektivitāte mazāk atkarīga no SOC.
- Saglabā nemainīgu efektivitāti plašā SOC diapazonā.
Izmaksas un materiālā pārpilnība
- Nātrijs ir pieejams bagātīgā daudzumā un lēts, kas piedāvā potenciālas izmaksu priekšrocības.
- Tehnoloģijas un ražošanas procesi joprojām attīstās, kas var kompensēt īstermiņa izmaksu ieguvumus.
- Litijs ir relatīvi reti sastopams un dārgāks.
- Nobrieduši ražošanas procesi un izveidota piegādes ķēde padara to īstermiņā izmaksu ziņā konkurētspējīgu.
Pieteikumi - Piemērots izmaksu ziņā jutīgiem lietojumiem, piemēram, tīkla enerģijas uzkrāšanai.
- Ideāli piemērots lietojumiem, kuros svars un izmērs nav tik svarīgi.
- Piemērots lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta drošība un stabilitāte, piemēram, elektrotransportlīdzekļiem un saules enerģijas uzkrāšanai.
- Ideāli piemērots situācijām, kurām nepieciešams ilgs cikla kalpošanas laiks un augsta uzticamība.
Temperatūras jutība - Veiktspēja vairāk svārstās zemā vai augstā temperatūrā.
- Temperatūras izmaiņas būtiski ietekmē pretestību un impedanci.
- Stabila veiktspēja plašā temperatūras diapazonā.
- Temperatūras izmaiņām ir minimāla ietekme uz veiktspēju.
Enerģijas blīvums - Zemāks enerģijas blīvums, piemērots lietojumiem, kuros enerģijas blīvums nav kritisks faktors. - Augstāks enerģijas blīvums, piemērots lietojumiem, kuriem nepieciešams augsts enerģijas blīvums, piemēram, elektriskajiem transportlīdzekļiem.
Drošība - Laba drošība, bet cietais oglekļa anods var izraisīt histerēzi. - Lieliska drošība, augsta termiskā stabilitāte un zems termiskās nekontrolējamas darbības risks.
Pētniecība un attīstība - Tehnoloģija joprojām tiek izstrādāta, un pētījumi ir vērsti uz anoda un katoda materiālu optimizēšanu, lai uzlabotu veiktspēju.

- Nobriedusi tehnoloģija, kurā pētījumi ir vērsti uz enerģijas blīvuma turpmāku uzlabošanu un izmaksu samazināšanu.

Kopsavilkums:

  • Nātrija jonu akumulatori (SIB) piedāvā priekšrocības izmaksu un materiālu pārpilnības ziņā, taču ir jutīgāki pret temperatūru un SOC, padarot tos piemērotus izmaksu ziņā jutīgiem lietojumiem ar mazāk stingrām veiktspējas prasībām.
  • LiFePO4 saules baterijas izceļas ar stabilitāti, drošību un efektivitāti, padarot tos ideāli piemērotus lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta veiktspēja, drošība un ilgs kalpošanas laiks.

Šajā tabulā ir sniegts skaidrs un intuitīvs abu akumulatoru tehnoloģiju salīdzinājums, palīdzot lēmumu pieņēmējiem izvēlēties vispiemērotāko variantu, pamatojoties uz konkrētajām vajadzībām.

Secinājums

Gan nātrija jonu, ganlitija jonu fosfāta baterijasir savas unikālas priekšrocības un izaicinājumi. Nātrija akumulatori piedāvā potenciālu zemākām izmaksām, pateicoties nātrija pārpilnībai, taču tie ir jutīgāki pret SOC un temperatūras izmaiņām, kas var ietekmēt to efektivitāti. No otras puses,LiFePO4 litija baterijasnodrošina stabilu veiktspēju, ilgu cikla kalpošanas laiku un augstu drošību, padarot tos ideāli piemērotus plašam pielietojumu klāstam, īpaši, ja uzticamība ir izšķiroša.

Turpinoties pētījumiem, mēs varam sagaidīt turpmāku attīstību abās tehnoloģijās, kas potenciāli varētu novest pie jauniem pielietojumiem un uzlabotas veiktspējas. Pagaidām izvēle starp nātrija jonu unlitija fosfāta baterijasbūs atkarīgs no lietojumprogrammas īpašajām prasībām, tostarp izmaksām, veiktspējas un drošības apsvērumiem.

Izprotot atšķirības starp šiem diviem akumulatoru veidiem, uzņēmumi var pieņemt pamatotākus lēmumus par to, kura tehnoloģija vislabāk atbilst viņu vajadzībām, neatkarīgi no tā, vai tie ražo akumulatorus elektrotransportlīdzekļiem, atjaunojamās enerģijas uzglabāšanai vai citiem lietojumiem.

▲ Vairāk informācijas par akumulatoriem, lūdzu, noklikšķiniet šeit:https://www.youth-power.net/faqs/Ja jums ir kādi jautājumi vai jautājumi par litija LiFePO4 akumulatoru, lūdzu, sazinieties ar mums pa tālrunisales@youth-power.net.