Agtergrond

Litium-ioon batterye is wyd gebruik as herlaaibare batterye sedert die 1990's vanweë hul hoë omkeerbare kapasiteit en siklusstabiliteit. Met die aansienlike styging in die prys van litium en die toenemende vraag na litium en ander basiese komponente van litium-ioon-batterye, dwing die toenemende tekort aan stroomop-grondstowwe vir litiumbatterye ons om nuwe en goedkoper elektrochemiese stelsels te ondersoek gebaseer op bestaande oorvloedige elemente . Laer-koste natrium-ioon batterye is die beste opsie. Natriumioonbattery is amper saam met litiumioonbattery ontdek, maar as gevolg van sy groot ioonradius en lae kapasiteit is mense meer geneig om litium-elektrisiteit te bestudeer, en die navorsing oor natriumioonbatterye het amper tot stilstand gekom. Met die vinnige groei van elektriese voertuie en energiebergingsbedryf in onlangse jare, het die natriumioonbattery, wat terselfdertyd as litiumioonbattery voorgestel is, weer mense gelok'se aandag.

Litium, natrium en kalium is almal alkalimetale in die periodieke tabel van die elemente. Hulle het soortgelyke fisiese en chemiese eienskappe en kan in teorie as sekondêre batterymateriaal gebruik word. Natriumbronne is baie ryk, wydverspreid in die aardkors en maklik om te onttrek. As 'n plaasvervanger van litium, is natrium meer en meer aandag gegee in battery veld. Die batteryvervaardigersskarrelom die tegnologie-roete van natrium-ioon battery bekend te stel.Leidende menings oor die versnelling van die ontwikkeling van nuwe energieberging, Wetenskaplike en Tegnologiese Innovasieplan in die Energieveld gedurende die 14de Vyfjaarplanperiode, enImplementeringsplan vir die ontwikkeling van nuwe energieberging gedurende die 14de Vyfjaarplantydperkuitgereik deur die Nasionale Ontwikkelings- en Hervormingskommissie en die Nasionale Energie-administrasie het genoem om 'n nuwe generasie hoëprestasie-energiebergingstegnologieë soos natrium-ioonbatterye te ontwikkel. Die Ministerie van Nywerheid en Inligtingtegnologie (MIIT) het ook nuwe batterye, soos natrium-ioon-batterye, as ballas vir die ontwikkeling van die nuwe energiebedryf bevorder. Nywerheidstandaarde vir natrium-ioonbatterye is ook in die werke. Daar word verwag dat namate die bedryf beleggings toeneem, die tegnologie volwasse word en die industriële ketting geleidelik verbeter word, word verwag dat die natrium-ioonbattery met hoëkosteprestasie 'n deel van die litiumioonbatterymark sal beset.

Natrium-ioon battery versus litium-ioon battery

• Koolstofnegatiewe elektrode van natrium-ioonbattery het laer koste en groter modifikasiespasie as dié van grafiet.
• Aluminiumfoelie kan gebruik word as 'n stroomkollektor vir die positiewe en negatiewe elektrode van natrium-ioonbatterye. Litiumioonbatterye het 'n lae negatiewe potensiaal en moet koperfoelie gebruik wat nie geroes is nie. Natrium-ioon batterye, aan die ander kant, het 'n hoë negatiewe potensiaal, sodat hulle nie legering met natrium. Aluminiumfoelie is laer in gewig en koste as koperfoelie.
• In die elektroliet is die oplosbaarheid van Na⁺ is ongeveer 30% laer as dié van Li⁺. Die oplostempo is hoog, en die ladingoordragweerstand by die elektrode-elektroliet-koppelvlak is klein, wat 'n beter elektrodedinamika bied. Daarom is die ontladingstempo van natrium-ioonlading hoog by hoë temperatuur en lae temperatuur, en die lae temperatuur prestasie is uitstekend, en dit kan vinnig gelaai word.
• Natrium-ioonbatterye het 'n wyer keuse van positiewe elektrodemateriale. Byna alle oorgangsmetaalelemente in die eerste ry van die periodieke tabel kan in natriumioonbatterye gebruik word. Dit is as gevolg van die groot grootte verskil tussen Na⁺ (radius 0.102nm) en oorgangsmetaalione (radius 0.05-0.07nm), wat bevorderlik is vir hul skeiding.
• Die interne weerstand van 'n natriumioonbattery is hoër as dié van 'n litiumioonbattery. In die geval van kortsluiting is die oombliklike hitte minder, temperatuurstyging is stadiger en die termiese wegholtemperatuur is hoër as dié van 'n litiumbattery, daarom is 'n natrium-ioonbattery veiliger.
• Die groot radius van natrium-ioon kan lei tot materiaalbreuk wanneer dit van die elektrodemateriaal verwyder word, wat dus die algehele kinetiese werkverrigting van die battery en die integriteit van die elektrode beïnvloed.
• Natrium het 'n baie hoër standaard elektrodepotensiaal (0.33V hoër as litium), wat 'n laer energiedigtheid tot gevolg het en dit moeilik maak om met litiumioonbatterye in die kragsektor mee te ding.

Jongste navorsingsvordering

In onlangse jare het die navorsing oor natrium-ioonbatterye gevorderde kobaltvrye katodemateriaal vir natrium-ioonbatterye, laekoste-polianioniese sulfaat vir die positiewe elektrode van natrium-ioonbatterye, nano-pb-verbindings wat in die positiewe elektrode van natrium gebruik word, ingesluit -ioonbatterye, basiese navorsing oor organiese anodemateriaal vir natrium-ioonbatterye vir potensiële kommersiële toepassings, tingebaseerde metaaloksiede en sulfiede wat as anode gebruik word materiale vir natriumioonbatterye, Nano-ingenieurswese van gevorderde koolstofmateriale in natriumioonbatterye, en toepassing van gevorderde in situ karakterisering in die studie van natrium-ioonbatterye. Oor die algemeen is dit steeds 'n navorsingsbrandpunt om hoë werkverrigting positiewe en negatiewe elektrodemateriaal te verkry uit die aspekte van die optimalisering van modifikasiemiddele, die verbetering van voorbereidingsmetodes en die ondersoek van natriumbergingsmeganisme om die algehele mededingendheid van natrium-ioonbatterye te verbeter.