На тлі глобального енергетичного переходу та цілей «подвійного вуглецю» технологія акумуляторів, як основний засіб накопичення енергії, привернула значну увагу. В останні роки натрій-іонні акумулятори (SIB) вийшли з лабораторій до промислового впровадження, ставши довгоочікуваним рішенням для накопичення енергії після літій-іонних акумуляторів.
Основна інформація про натрій-іонні акумулятори
Натрій-іонні акумулятори – це тип вторинних акумуляторів (акумуляторних), які використовують іони натрію (Na⁺) як носії заряду. Їхній принцип роботи схожий на принцип роботи літій-іонних акумуляторів: під час заряджання та розряджання іони натрію переміщуються між катодом та анодом через електроліт, забезпечуючи накопичення та вивільнення енергії.
·Основні матеріалиКатод зазвичай використовує шаруваті оксиди, поліаніонні сполуки або аналоги берлінської блакиті; анод складається переважно з твердого або м'якого вуглецю; електроліт - розчин натрієвої солі.
·Зрілість технологійДослідження розпочалися у 1980-х роках, а нещодавні досягнення в матеріалах і процесах значно покращили щільність енергії та термін служби, що зробило комерціалізацію дедалі більш можливою.
Натрій-іонні акумулятори проти літій-іонних акумуляторів: ключові відмінності та переваги
Хоча натрій-іонні акумулятори мають схожу структуру з літій-іонними акумуляторами, вони суттєво відрізняються властивостями матеріалів та сценаріями застосування:
| Вимір порівняння | Натрій-іонні батареї | Літій-іонні акумулятори |
| Достаток ресурсів | Натрій поширений у великій кількості (2,75% у земній корі) | Літій є дефіцитним (0,0065%) та географічно сконцентрованим |
| Вартість | Нижчі витрати на сировину, стабільніший ланцюг поставок | Висока волатильність цін на літій, кобальт та інші матеріали, що залежить від імпорту |
| Щільність енергії | Нижчий (120-160 Вт·год/кг) | Вища (200-300 Вт·год/кг) |
| Низькотемпературна продуктивність | Збереження ємності >80% при -20℃ | Погана продуктивність за низьких температур, ємність легко знижується |
| Безпека | Висока термостабільність, більша стійкість до перезаряду/розряду | Вимагає суворого управління ризиками теплового витоку |
Основні переваги натрій-іонних акумуляторів:
1.Низька вартість та сталий розвиток ресурсівНатрій широко доступний у морській воді та мінералах, що зменшує залежність від дефіцитних металів та знижує довгострокові витрати на 30-40%.
2. Висока безпека та екологічністьНе містить важких металів, сумісний з безпечнішими електролітними системами та підходить для великомасштабного накопичення енергії.
3. Широкий діапазон адаптивності до температурВідмінна продуктивність у умовах низьких температур, ідеально підходить для холодних регіонів або систем накопичення енергії на відкритому повітрі.
Перспективи застосування натрій-іонних акумуляторів
Завдяки технологічному прогресу, натрій-іонні акумулятори демонструють великий потенціал у таких сферах:
1. Великомасштабні системи накопичення енергії (ESS):
Як додаткове рішення для вітрової та сонячної енергії, низька вартість та тривалий термін служби натрій-іонних батарей можуть ефективно знизити нормалізовану вартість електроенергії (LCOE) та сприяти скороченню пікових навантажень мережі.
2. Низькошвидкісні електромобілі та двоколісні транспортні засоби:
У сценаріях з нижчими вимогами до щільності енергії (наприклад, електричні велосипеди, логістичні транспортні засоби), натрій-іонні акумулятори можуть замінити свинцево-кислотні акумулятори, пропонуючи як екологічні, так і економічні переваги.
3. Резервне живлення та накопичення енергії базової станції:
Їхній широкий температурний діапазон робить їх придатними для резервного живлення в температурно-чутливих пристроях, таких як базові станції зв'язку та центри обробки даних.
Тенденції майбутнього розвитку
Згідно з прогнозами галузі, світовий ринок натрій-іонних акумуляторів до 2025 року перевищить 5 мільярдів доларів, а до 2030 року досягне 10–15 % ринку літій-іонних акумуляторів. Напрямки майбутнього розвитку включають:
·Матеріальні інноваціїРозробка високоємних катодів (наприклад, шаруватих оксидів типу O3) та довговічних анодних матеріалів для збільшення щільності енергії понад 200 Вт·год/кг.
·Оптимізація процесівВикористання зрілих виробничих ліній літій-іонних акумуляторів для масштабування виробництва натрій-іонних акумуляторів та подальшого зниження витрат.
·Розширення застосуванняДоповнення літій-іонних акумуляторів для створення диверсифікованого портфоліо технологій накопичення енергії.
Висновок
Зростання популярності натрій-іонних акумуляторів не має на меті замінити літій-іонні акумулятори, а забезпечити більш економічну та безпечну альтернативу для накопичення енергії. У контексті вуглецевої нейтральності їхня ресурсозберігаюча та адаптивна до застосувань природа забезпечить їм місце в ландшафті накопичення енергії. Як піонер в інноваціях енергетичних технологій,ДЕЙЛІпродовжуватиме стежити за розвитком технології натрій-іонних акумуляторів, прагнучи надавати нашим клієнтам ефективні та стійкі енергетичні рішення.
Слідкуйте за нами, щоб бути в курсі оновлень передових технологій!
Час публікації: 25 лютого 2025 р.
