Cefndir

Mae batris lithiwm-ion wedi cael eu defnyddio'n helaeth fel batris y gellir eu hailwefru ers y 1990au oherwydd eu gallu cildroadwy uchel a sefydlogrwydd beiciau. Gyda'r cynnydd sylweddol ym mhris lithiwm a'r galw cynyddol am lithiwm a chydrannau sylfaenol eraill o fatris lithiwm-ion, mae'r prinder cynyddol o ddeunyddiau crai i fyny'r afon ar gyfer batris lithiwm yn ein gorfodi i archwilio systemau electrocemegol newydd a rhatach yn seiliedig ar elfennau toreithiog presennol. . Batris sodiwm-ion cost is yw'r opsiwn gorau. Darganfuwyd batri sodiwm-ion bron ynghyd â batri lithiwm-ion, ond oherwydd ei radiws ïon mawr a'i allu isel, mae pobl yn fwy tueddol o astudio trydan lithiwm, ac mae'r ymchwil ar batri sodiwm-ion bron wedi arafu. Gyda thwf cyflym cerbydau trydan a diwydiant storio ynni yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r batri sodiwm-ion, sydd wedi'i gynnig ar yr un pryd â batri lithiwm-ion, wedi denu pobl eto.'s sylw.

Mae lithiwm, sodiwm a photasiwm i gyd yn fetelau alcali yn nhabl cyfnodol yr elfennau. Mae ganddynt briodweddau ffisegol a chemegol tebyg a gellir eu defnyddio fel deunyddiau batri eilaidd mewn theori. Mae adnoddau sodiwm yn gyfoethog iawn, wedi'u dosbarthu'n eang yng nghramen y Ddaear ac yn syml i'w echdynnu. Yn lle lithiwm, mae sodiwm wedi cael mwy a mwy o sylw ym maes batri. Y batrigwneuthurwrssgrialui lansio llwybr technoleg batri sodiwm-ion.Barn Arweiniol ar Gyflymu Datblygiad Storio Ynni Newydd, Cynllun Arloesedd Gwyddonol a Thechnolegol yn y Maes Ynni yn ystod Cyfnod 14eg Cynllun Pum Mlynedd, aCynllun Gweithredu ar gyfer Datblygu Storfa Ynni Newydd yn ystod 14eg Cyfnod Cynllun Pum Mlynedda gyhoeddwyd gan y Comisiwn Datblygu a Diwygio Cenedlaethol a'r Weinyddiaeth Ynni Genedlaethol wedi sôn am ddatblygu cenhedlaeth newydd o dechnolegau storio ynni perfformiad uchel megis batris sodiwm-ion. Mae'r Weinyddiaeth Diwydiant a Thechnoleg Gwybodaeth (MIIT) hefyd wedi hyrwyddo batris newydd, megis batris sodiwm-ion, fel balast ar gyfer datblygiad y diwydiant ynni newydd. Mae safonau diwydiant ar gyfer batris sodiwm-ion hefyd yn y gwaith. Disgwylir, wrth i'r diwydiant gynyddu buddsoddiad, bod y dechnoleg yn dod yn aeddfed a bod y gadwyn ddiwydiannol yn cael ei gwella'n raddol, disgwylir i'r batri sodiwm-ion â pherfformiad cost uchel feddiannu rhan o'r farchnad batri lithiwm-ion.

Batri sodiwm-ion yn erbyn batri lithiwm-ion

• Mae gan electrod carbon negyddol batri sodiwm-ion gost is a gofod addasu mwy na graffit.
• Gellir defnyddio ffoil alwminiwm fel casglwr cerrynt ar gyfer electrod positif a negyddol batris sodiwm-ion. Mae gan fatris lithiwm-ion botensial negyddol isel a rhaid iddynt ddefnyddio ffoil copr nad yw wedi cyrydu. Ar y llaw arall, mae gan fatris sodiwm-ion botensial negyddol uchel, felly nid ydynt yn aloi â sodiwm. Mae ffoil alwminiwm yn is mewn pwysau a chost na ffoil copr.
• Yn yr electrolyte, mae hydoddedd Na⁺ tua 30% yn is na Li⁺. Mae'r gyfradd diddymu yn uchel, ac mae'r gwrthiant trosglwyddo tâl ar yr electrod - rhyngwyneb electrolyte yn fach, sy'n darparu gwell dynameg electrod. Felly, mae cyfradd rhyddhau tâl sodiwm-ion yn uchel ar dymheredd uchel a thymheredd isel, ac mae'r perfformiad tymheredd isel yn ardderchog, a gellir ei godi'n gyflym.
• Mae gan fatris sodiwm-ion ddewis ehangach o ddeunyddiau electrod positif. Gellir defnyddio bron yr holl elfennau metel trosiannol yn rhes gyntaf y tabl cyfnodol mewn batris sodiwm-ion. Mae hyn oherwydd y gwahaniaeth maint mawr rhwng Na⁺ (radiws 0.102nm) ac ïonau metel pontio (radiws 0.05-0.07nm), sy'n ffafriol i'w gwahanu.
• Mae gwrthiant mewnol batri sodiwm-ion yn uwch na gwrthiant batri lithiwm-ion. Yn achos cylched byr, mae'r gwres ar unwaith yn llai, mae cynnydd tymheredd yn arafach ac mae'r tymheredd ffo thermol yn uwch na batri lithiwm, felly mae batri sodiwm-ion yn fwy diogel.
• Gall radiws mawr sodiwm-ion arwain at rwyg deunydd pan gaiff ei dynnu o'r deunydd electrod, gan effeithio ar berfformiad cinetig cyffredinol y batri ac uniondeb yr electrod.
• Mae gan sodiwm botensial electrod safonol llawer uwch (0.33V yn uwch na lithiwm), gan arwain at ddwysedd ynni is a'i gwneud hi'n anodd cystadlu â batris lithiwm-ion yn y sector pŵer.

Cynnydd ymchwil diweddaraf

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r ymchwil ar fatris sodiwm-ion yn cynnwys deunydd catod di-cobalt datblygedig ar gyfer batris sodiwm-ion, sylffad polyanionig cost isel ar gyfer electrod positif batris sodiwm-ion, cyfansoddion nano-pb a ddefnyddir yn yr electrod positif o sodiwm - batris ion, ymchwil sylfaenol ar ddeunyddiau anod organig ar gyfer batris sodiwm-ion i gymwysiadau masnachol posibl, ocsidau metel wedi'u seilio ar dun a sulfidau a ddefnyddir fel deunyddiau anod ar gyfer batris sodiwm-ion, Nano-beirianneg o ddeunyddiau carbon uwch mewn batris sodiwm-ion, a chymhwyso nodweddiad in situ uwch wrth astudio batris sodiwm-ion. Yn gyffredinol, mae'n dal i fod yn fan cychwyn ymchwil i gael deunyddiau electrod positif a negyddol perfformiad uchel o'r agweddau ar optimeiddio dulliau addasu, gwella dulliau paratoi ac archwilio mecanwaith storio sodiwm i wella cystadleurwydd cyffredinol batris sodiwm-ion.