На фона на глобалния енергиен преход и целите за „двоен въглерод“, технологията на батериите, като основен фактор за съхранение на енергия, привлече значително внимание. През последните години натриево-йонните батерии (SIB) преминаха от лаборатории към индустриализация, превръщайки се в дългоочаквано решение за съхранение на енергия след литиево-йонните батерии.
Основна информация за натриево-йонните батерии
Натриево-йонните батерии са вид вторична батерия (акумулаторна), която използва натриеви йони (Na⁺) като носители на заряд. Принципът им на работа е подобен на този на литиево-йонните батерии: по време на зареждане и разреждане натриевите йони се придвижват между катода и анода през електролита, което позволява съхранението и освобождаването на енергия.
·Основни материалиКатодът обикновено използва слоести оксиди, полианионни съединения или аналози на пруско синьо; анодът е съставен главно от твърд или мек въглерод; електролитът е разтвор на натриева сол.
·Технологична зрялостИзследванията започнаха през 80-те години на миналия век, а последните постижения в материалите и процесите значително подобриха енергийната плътност и жизнения цикъл, което направи комерсиализацията все по-осъществима.
Натриево-йонни батерии срещу литиево-йонни батерии: ключови разлики и предимства
Въпреки че натриево-йонните батерии споделят подобна структура с литиево-йонните батерии, те се различават значително по свойствата на материалите и сценариите на приложение:
| Сравнително измерение | Натриево-йонни батерии | Литиево-йонни батерии |
| Изобилие от ресурси | Натрият е в изобилие (2,75% в земната кора) и е широко разпространен. | Литият е оскъден (0,0065%) и географски концентриран |
| Цена | По-ниски разходи за суровини, по-стабилна верига за доставки | Висока нестабилност на цените на литий, кобалт и други материали, зависими от вноса |
| Енергийна плътност | По-ниска (120-160 Wh/kg) | По-висока (200-300 Wh/kg) |
| Нискотемпературна производителност | Запазване на капацитета >80% при -20℃ | Слаба производителност при ниски температури, капацитетът лесно се влошава |
| Безопасност | Висока термична стабилност, по-устойчива на презареждане/разреждане | Изисква стриктно управление на рисковете от термично претоварване |
Основни предимства на натриево-йонните батерии:
1.Ниска цена и устойчивост на ресурситеНатрият е широко достъпен в морската вода и минералите, което намалява зависимостта от оскъдни метали и понижава дългосрочните разходи с 30%-40%.
2. Висока безопасност и екологичностНе съдържа тежки метали, съвместим с по-безопасни електролитни системи и подходящ за съхранение на енергия в голям мащаб.
3. Адаптивност в широк температурен диапазонОтлична производителност в нискотемпературни среди, идеална за студени региони или системи за съхранение на енергия на открито.
Перспективи за приложение на натриево-йонни батерии
С технологичния напредък, натриево-йонните батерии показват голям потенциал в следните области:
1. Системи за съхранение на енергия в голям мащаб (ESS):
Като допълнително решение за вятърна и слънчева енергия, ниската цена и дългият живот на натриево-йонните батерии могат ефективно да намалят изравнената цена на електроенергията (LCOE) и да подпомогнат намаляването на пиковите натоварвания на мрежата.
2. Нискоскоростни електрически превозни средства и двуколесни превозни средства:
В сценарии с по-ниски изисквания за енергийна плътност (напр. електрически велосипеди, логистични превозни средства), натриево-йонните батерии могат да заменят оловно-киселинните батерии, предлагайки както екологични, така и икономически ползи.
3. Резервно захранване и съхранение на енергия на базова станция:
Широкият им температурен диапазон ги прави подходящи за резервно захранване в температурно чувствителни приложения, като например комуникационни базови станции и центрове за данни.
Бъдещи тенденции в развитието
Прогнозите за индустрията предвиждат, че световният пазар на натриево-йонни батерии ще надхвърли 5 милиарда долара до 2025 г. и ще достигне 10%-15% от пазара на литиево-йонни батерии до 2030 г. Бъдещите насоки за развитие включват:
·Материални иновацииРазработване на катоди с висок капацитет (напр. слоести оксиди от тип O3) и дълготрайни анодни материали за увеличаване на енергийната плътност над 200 Wh/kg.
·Оптимизация на процеситеИзползване на зрели производствени линии за литиево-йонни батерии за увеличаване на производството на натриево-йонни батерии и допълнително намаляване на разходите.
·Разширяване на приложениетоДопълване на литиево-йонните батерии за изграждане на диверсифицирано портфолио от технологии за съхранение на енергия.
Заключение
Възходът на натриево-йонните батерии не е предназначен да замени литиево-йонните батерии, а да осигури по-икономична и безопасна алтернатива за съхранение на енергия. В контекста на въглеродния неутралитет, тяхната ресурсосъобразност и адаптивност към приложенията ще осигурят мястото им в сферата на съхранението на енергия. Като пионер в иновациите в енергийните технологии,ДЕЙЛИще продължи да следи развитието на технологията за натриево-йонни батерии, ангажирана с предоставянето на ефективни и устойчиви енергийни решения на нашите клиенти.
Следвайте ни за още най-нови технологични актуализации!
Време на публикуване: 25 февруари 2025 г.
