Wird die Natriumionenbatterie künftig Lithium-Ionen-Batterien ersetzen?

Wird die Natriumionenbatterie künftig Lithium-Ionen-Batterien ersetzen?

2017-10-13

Lithium-Ionen-Batterie wurde für Jahrzehnte erfunden, wegen der hohen spezifischen Energie, Hochspannung, hoher Effizienz, keine Selbstentladung, kein Memory-Effekt und viele andere Vorteile, es ist die erste Wahl für alle Branchen geworden. Allerdings werden die Materialressourcen der Elektroden (Lithium) in Zukunft einem Mangel unterliegen. Um dieses Problem zu lösen, konzentrieren sich die Wissenschaftler auf Natrium - das zweite Leichtmetallelement auf der Erde - und nutzen es im Bereich der Energiespeichertechnologie. Wird die Lithium-Ionen-Batterie in Zukunft durch die Natriumionenbatterie ersetzt?

Arbeitsprinzip der Natrium-Ionen-Batterie

das Arbeitsprinzip der Natrium-Ionen-Batterie ist ähnlich wie Lithium-Ionen-Batterie, es erreicht Lade-und Entlade-Prozess durch den eingebetteten Prozess von Natrium-Ionen zwischen positiv und negativ. Im Falle eines normalen Lade- und Entladevorgangs wird die chemische Grundstruktur des Elektrodenmaterials nicht durch die Einführung von Natriumionen zwischen den positiven und negativen Elektroden zerstört.

Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien haben Natriumionenbatterien folgende Vorteile:

Erstens hat Natrium verglichen mit Lithium ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften und reichliche Reserven, niedrige Preise;

zweitens kann im Prinzip die Ladezeit der Natriumionenbatterie auf 1/5 der Lithiumionenbatterie verkürzt werden;

drittens erlauben die Eigenschaften von Natriumsalz die Verwendung von niedrigen Elektrolytkonzentrationen, was die Kosten reduzieren kann;

viertens bilden Natriumionen keine Legierung mit Aluminium, Aluminiumfolie kann als Kollektor für die Kathode verwendet werden, was die Kosten und das Gewicht der Batterie reduzieren kann.

In diesen zwei Jahren haben Natriumionenbatterien in der Branche mehr Aufmerksamkeit erregt:

im april 2016 entwickelten forscher der suzhou university und des deutschen planck solid state research institute schwefeldotierte tio2-nanotube-arrays, die die elektronische leitfähigkeit stark verbessern können.

Im august 2016 synthetisierten Forscher aus Peking eine neue Art von Metallsulfid-Anodenmaterial Snsse, die eine hervorragende Zyklusleistung und Vergrößerungsleistung zeigte;

im februar 2017 haben forscher am institut für physik der chinesischen akademie der wissenschaften mit einem kostengünstigen anthrazit ein kohlenstoffanodenmaterial mit hervorragender speicherfähigkeit durch einfache pulverisierung und einstufige carbonisierung erhalten;

im oktober 2017 haben forscher der stanford-universität neu eine natrium-ionen-akku entwickelt, die äquivalent energie mit lithium-ionen-akku um nur 80% kosten speichern kann.

Zusätzlich zu der oben genannten Studie haben viele Wissenschaftler 2017 die entsprechenden Fortschritte bei den Kathoden- und Anodenmaterialien für Natriumionenbatterien erforscht und durchgeführt. Das Studium der Natriumionenbatterien schreitet in vollem Gange.

die Aussichten der Natriumionen-Batterie

Als eine Art von wichtigen Energiespeicherbatterien haben Natriumionenbatterien die Vorteile einer hohen spezifischen Energie, einer guten Sicherheitsleistung und eines niedrigen Preises usw., es wird erwartet, dass sie ein Ersatz für eine Lithiumionenbatterie auf dem Gebiet der Energiespeicherung werden. Das wichtigste Merkmal ist die Verwendung von na + anstelle des teuren li +, und um sich an Natriumionen anzupassen, müssen das Kathodenmaterial, Anodenmaterialien, Elektrolyte und sogar Additive (wie t3p, Hexantriazol) entsprechende Änderungen vornehmen. Daher müssen immer noch viele Probleme gelöst werden, um das Ziel einer hohen Leistung, hoher Sicherheit, niedriger Kosten, hoher Energie, hoher Leistungsdichte und langer Lebensdauer zu erreichen, um die Industrialisierung von Natriumionenbatterien zu erreichen.

herausgegeben von suzhou yacoo science co., ltd.

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