Эрчим хүч хуримтлуулах хурдацтай хөгжиж буй ертөнцөд хоёр төрлийн батерей гарч ирж байна:Натрийн ион батерей (SIBs)болонЛити-төмөр-фосфатын батерей (LFP батерей). Натрийн батерейны технологи болон литийн батерейны технологи хоёулаа ирээдүйтэй технологи боловч тэдгээр нь өөр өөр хэрэглээнд тохирсон өвөрмөц шинж чанартай байдаг. Энэ нийтлэлд бид натри-ион ба литий-төмөр-фосфатын батерей гэж юу болохыг судалж, сүүлийн үеийн судалгааны үр дүнд үндэслэн тэдгээрийн ялгааг харьцуулах болно.
Натрийн ион батерей (SIBs) гэж юу вэ?
Натрийн ион батерей (SIBs)нь натрийн ионыг (Na+) цэнэглэгч болгон ашигладаг цэнэглэдэг батерейны төрөл юм. Натри нь элбэг бөгөөд хямд тул SIB-ийг литийг орлох шинэ батерейны технологи болгодог.
SIB нь ихэвчлэн хатуу нүүрстөрөгчийг анодын материал болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь LIB-д түгээмэл хэрэглэгддэг бал чулуунаас ялгаатай. Катодын материалууд нь янз бүр байж болох ч тэдгээр нь ихэвчлэн литийн ионуудтай харьцуулахад натрийн ионуудын том хэмжээтэй байхаар бүтээгдсэн байдаг.
LFP батерей (литий-төмөр-фосфатын батерей) гэж юу вэ?
Лити-төмөр-фосфатын батерей (LFP батерей)Эдгээр нь литийн төмрийн фосфатыг (LiFePO4) катодын материал болгон ашигладаг лити-ион батерейны дэд төрөл юм.
Lithium LiFePO4 батерейнууд нь дулааны тогтвортой байдал, урт хугацааны ашиглалтын хугацаа, аюулгүй байдал зэргээрээ алдартай.
Эдгээрийг цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (EV), сэргээгдэх эрчим хүч хадгалах болон аюулгүй байдал, урт наслалт чухал ач холбогдолтой бусад хэрэглээнд өргөн ашигладаг.
Натрийн ион батерей VS литийн ион батерей
Зураг: Мюнхений Техникийн Их Сургууль (TUM), Эрчим хүчний эх сурвалжийн сэтгүүл, CC BY 4.0
| Харьцуулах шалгуур | Натри-ион батерей | Лити-төмөр-фосфатын батерей |
| Цахилгааны гүйцэтгэл | - Цэнэглэх төлөв (SOC) болон температурт илүү мэдрэмтгий. - Бага SOC (<30%) үед импульсийн эсэргүүцэл ба эсэргүүцэл мэдэгдэхүйц өсдөг бол өндөр SOC үед буурдаг. | - SOC ба температураас хамгийн бага хамааралтай. - Өөр өөр SOC болон температурт тогтвортой эсэргүүцэл ба эсэргүүцэл. |
| Анодын материал | Анодын материал болгон хатуу нүүрстөрөгчийг ашигладаг бөгөөд натрийн ионы интеркалац болон деинтеркаляцид тохиромжтой. | Анодын материал болгон бал чулууг ашигладаг бөгөөд литийн ионыг хооронд нь холбож, интеркалацийг арилгахад тохиромжтой. |
| Үр ашиг ба эрчим хүчний алдагдал | - Үр ашиг нь SOC-ээс ихээхэн хамааралтай. - 50%-100% SOC хооронд эргүүлэх үед эрчим хүчний алдагдал мэдэгдэхүйц багасна. | - Үр ашиг нь SOC-ээс бага хамааралтай. - Өргөн хүрээний SOC-ийн үр ашгийг тогтвортой байлгадаг. |
| Өртөг ба материалын элбэг дэлбэг байдал | - Натри нь элбэг бөгөөд бага өртөгтэй тул боломжит зардлын давуу талыг санал болгодог. - Технологи, үйлдвэрлэлийн процессууд хөгжиж байгаа бөгөөд энэ нь богино хугацааны зардлын үр ашгийг нөхөх боломжтой. | - Лити нь харьцангуй ховор бөгөөд илүү үнэтэй байдаг. - Боловсруулсан үйлдвэрлэлийн үйл явц, тогтсон нийлүүлэлтийн сүлжээ нь түүнийг богино хугацаанд зардлын хувьд өрсөлдөх чадвартай болгодог. |
| Хэрэглээ | - Сүлжээний эрчим хүчийг хадгалах гэх мэт зардалд мэдрэмтгий хэрэглээнд тохиромжтой. - Жин, хэмжээ нь чухал ач холбогдол багатай хэрэглээнд тохиромжтой. | - Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, нарны эрчим хүчийг хадгалах гэх мэт өндөр аюулгүй байдал, тогтвортой байдал шаардсан хэрэглээнд тохиромжтой. - Урт хугацааны мөчлөг, өндөр найдвартай байдал шаардлагатай хувилбаруудад тохиромжтой. |
| Температурын мэдрэмж | - Гүйцэтгэл нь бага эсвэл өндөр температурт илүү их хэлбэлздэг. - Температурын өөрчлөлт нь эсэргүүцэл ба эсэргүүцэлд ихээхэн нөлөөлдөг. | - Өргөн хүрээний температурт тогтвортой гүйцэтгэл. - Температурын өөрчлөлт нь гүйцэтгэлд хамгийн бага нөлөө үзүүлдэг. |
| Эрчим хүчний нягтрал | - Бага эрчим хүчний нягтрал, эрчим хүчний нягтрал нь чухал хүчин зүйл биш хэрэглээнд тохиромжтой. | - Эрчим хүчний өндөр нягтралтай, цахилгаан машин зэрэг эрчим хүчний нягтрал их шаарддаг хэрэглээнд тохиромжтой. |
| Аюулгүй байдал | - Аюулгүй байдал сайн, гэхдээ хатуу нүүрстөрөгчийн анод нь гистерезис үүсгэж болзошгүй. | - Маш сайн аюулгүй байдал, өндөр дулааны тогтвортой байдал, дулааны гүйлтийн эрсдэл бага. |
| Судалгаа ба хөгжил | - Гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд анод, катодын материалыг оновчтой болгоход чиглэсэн судалгааг хийсээр байгаа технологи одоо ч хөгжиж байна. | - Судалгаа нь эрчим хүчний нягтралыг цаашид сайжруулах, зардлыг бууруулахад чиглэгдсэн боловсронгуй технологи. |
Дүгнэлт:
- ⭐Натрийн ион батерей (SIBs) өртөг болон материалын элбэг дэлбэг байдлын хувьд давуу талтай боловч температур болон SOC-д илүү мэдрэмтгий байдаг тул гүйцэтгэлийн шаардлага багатай зардалд мэдрэмтгий хэрэглээнд тохиромжтой.
- ⭐LiFePO4 нарны зай Тогтвортой байдал, аюулгүй байдал, үр ашгийн хувьд давуу бөгөөд өндөр гүйцэтгэл, аюулгүй байдал, урт хугацааны ашиглалтын хугацаа шаардсан хэрэглээнд тохиромжтой.
Энэхүү хүснэгт нь хоёр батерейны технологийн харьцуулалтыг тодорхой, ойлгомжтой байдлаар харуулсан бөгөөд шийдвэр гаргагчдад тодорхой хэрэгцээнд тулгуурлан хамгийн тохиромжтой хувилбарыг сонгоход тусалдаг.
Дүгнэлт
Натри-ион балити ион фосфатын батерейөвөрмөц давуу тал, сорилттой байдаг. Натрийн батерей нь натрийн элбэг дэлбэг байдлаас шалтгаалан бага зардал гаргах боломжийг санал болгодог боловч SOC болон температурын өөрчлөлтөд илүү мэдрэмтгий байдаг бөгөөд энэ нь тэдний үр ашигт нөлөөлдөг. Нөгөө талаар,LiFePO4 лити батерейТогтвортой гүйцэтгэл, урт хугацааны мөчлөг, өндөр аюулгүй байдлыг хангаснаар тэдгээрийг өргөн хүрээний хэрэглээнд, ялангуяа найдвартай байдал нэн чухал үед ашиглахад тохиромжтой.
Судалгаа үргэлжилсээр байгаа тул бид хоёр технологийн дэвшлийг хүлээж, шинэ хэрэглээ болон сайжруулсан гүйцэтгэлд хүргэж болзошгүй юм. Одоогоор натри-ион балити фосфатын батерейӨртөг, гүйцэтгэл, аюулгүй байдлыг харгалзан хэрэглээний тодорхой шаардлагаас хамаарна.
Эдгээр хоёр төрлийн батерейны ялгааг ойлгосноор компаниуд цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерей үйлдвэрлэх, сэргээгдэх эрчим хүчийг хадгалах эсвэл бусад хэрэглээнд ашиглах технологи нь тэдний хэрэгцээнд хамгийн сайн тохирох талаар илүү мэдээлэлтэй шийдвэр гаргах боломжтой.
▲ Батерейны талаар илүү их мэдлэгтэй бол энд дарна уу:https://www.youth-power.net/faqs/. Lithium LiFePO4 батерейтай холбоотой ямар ч асуулт, асуулт байвал бидэнтэй холбоо барина ууsales@youth-power.net.