Aplicacións e vantaxes da batería de ións de sodio

Introdución

No mundo en rápida evolución do almacenamento de enerxía, as baterías de ións de sodio están facendo un salto como unha alternativa prometedora ás tradicionais baterías de ión-litio e chumbo-ácido. Cos últimos avances en tecnoloxía e unha demanda crecente de solucións sostibles, a batería de ións de sodio ofrece un conxunto único de vantaxes. Destacan polo seu excelente rendemento en temperaturas extremas, capacidades de velocidade impresionantes e altos estándares de seguridade. Este artigo afonda nas interesantes aplicacións das baterías de ión de sodio e explora como poderían substituír as baterías de chumbo-ácido e substituír parcialmente as baterías de ión-litio en escenarios específicos, todo ao tempo que ofrece unha solución rendible.

Poder Kamadaé unFabricantes de baterías de ión de sodio de China, ofrecendoVendo batería de iones de sodioeBatería de iones de sodio 12 V 100 Ah, Batería de iones de sodio 12 V 200 Ah, apoioNano batería personalizadatensión (12V, 24V, 48V), capacidade (50Ah, 100Ah, 200Ah, 300Ah), función, aparencia, etc.

1.1 Múltiples vantaxes da batería de iones de sodio

Cando se apilan contra baterías de fosfato de ferro de litio (LFP) e baterías de litio ternarias, as baterías de ións de sodio mostran unha mestura de puntos fortes e áreas que precisan mellorar. A medida que estas baterías pasan á produción en masa, espérase que brillen con beneficios en custos debido ás materias primas, unha retención de capacidade superior a temperaturas extremas e un rendemento excepcional. Non obstante, actualmente teñen menor densidade enerxética e un ciclo de vida máis curto, que son áreas que aínda precisan perfeccionamento. A pesar destes desafíos, as baterías de ións de sodio superan ás baterías de chumbo-ácido en todos os aspectos e están dispostas a substituílas a medida que a produción aumenta e os custos baixan.

Comparación do rendemento das baterías de ión-sodio, ión-litio e chumbo-ácido

1.1.1 Retención de capacidade superior da batería de iones de sodio en temperaturas extremas

As baterías de iones de sodio son campións cando se trata de manexar temperaturas extremas, funcionando eficazmente entre -40 °C e 80 °C. Descargan máis do 100 % da súa capacidade nominal a altas temperaturas (55 °C e 80 °C) e aínda conservan máis do 70 % da súa capacidade nominal a -40 °C. Tamén admiten carga a -20 °C cunha eficiencia de case o 100%.

En termos de rendemento a baixa temperatura, a batería de ións de sodio supera tanto as baterías LFP como as de chumbo-ácido. A -20 °C, as baterías de iones de sodio manteñen preto do 90% da súa capacidade, mentres que as baterías LFP caen ao 70% e as baterías de chumbo-ácido só ao 48%.

Curvas de descarga da batería de iones de sodio (esquerda) baterías LFP (centro) e baterías de plomo-ácido (dereita) a varias temperaturas

1.1.2 Taxa de rendemento excepcional da batería de ións de sodio

Os ións de sodio, grazas ao seu menor diámetro de Stokes e a menor enerxía de solvatación en disolventes polares, presentan unha condutividade electrolítica máis elevada en comparación cos ións de litio. O diámetro de Stokes é unha medida do tamaño dunha esfera nun fluído que se sedimenta á mesma velocidade que a partícula; un diámetro menor permite un movemento dos ións máis rápido. A menor enerxía de solvatación significa que os ións de sodio poden liberar máis facilmente as moléculas de disolvente na superficie do electrodo, mellorando a difusión iónica e acelerando a cinética iónica no electrólito.

Comparación de tamaños de ións solvatados e enerxías de solvatación (KJ/mol) de sodio e litio en diferentes disolventes

Esta alta condutividade electrolítica dá como resultado un rendemento impresionante. A batería de ións de sodio pode cargar ata o 90 % en só 12 minutos, máis rápido que as baterías de ión-litio e chumbo-ácido.

Comparación de rendemento de carga rápida

1.1.3 Rendemento de seguridade superior da batería de ións de sodio en condicións extremas

As baterías de ión-litio poden ser propensas a fugas térmicas en varias condicións abusivas, como abuso mecánico (por exemplo, esmagadura, perforación), abuso eléctrico (por exemplo, curtocircuítos, sobrecarga, sobrecarga) e abuso térmico (por exemplo, sobrequecemento). . Se a temperatura interna chega a un punto crítico, pode desencadear reaccións secundarias perigosas e provocar un calor excesivo, o que provoca fugas térmicas.

As baterías de ións de sodio, por outra banda, non mostraron os mesmos problemas de fuga térmica nas probas de seguridade. Pasaron avaliacións de sobrecarga/descarga, curtocircuítos externos, envellecemento a alta temperatura e probas de abuso como esmagadura, perforación e exposición ao lume sen os riscos asociados ás baterías de ión-litio.

2.2 Solucións rendibles para varias aplicacións, ampliando o potencial do mercado

A batería de ións de sodio brilla en termos de rendibilidade en varias aplicacións. Superan as baterías de chumbo-ácido en varias áreas, o que as converte nun atractivo substituto en mercados como os sistemas de enerxía pequenas de dúas rodas, os sistemas de arranque e parada de automóbiles e as estacións base de telecomunicacións. Con melloras no rendemento do ciclo e reducións de custos mediante a produción en masa, a batería de ións de sodio tamén pode substituír parcialmente ás baterías LFP en vehículos eléctricos de clase A00 e en escenarios de almacenamento de enerxía.

Aplicacións da batería de iones de sodio

• Sistemas de pequena potencia de dúas rodas:A batería de ións de sodio ofrece un mellor custo de ciclo de vida e densidade de enerxía en comparación coas baterías de chumbo-ácido.
• Sistemas Start-Stop de automoción:O seu excelente rendemento a altas e baixas temperaturas, xunto cunha vida útil superior, encaixan ben cos requisitos de arranque e parada dos automóbiles.
• Estacións base de telecomunicacións:A alta seguridade e a tolerancia á sobredescarga fan que a batería de ións de sodio sexa ideal para manter a enerxía durante os cortes.
• Almacenamento de enerxía:As baterías de ións de sodio son moi adecuadas para aplicacións de almacenamento de enerxía debido á súa alta seguridade, excelente rendemento de temperatura e ciclo de vida longo.
• Vehículos eléctricos clase A00:Proporcionan unha solución económica e estable, satisfacendo as necesidades de densidade enerxética destes vehículos.

2.2.1 Vehículos eléctricos da clase A00: abordar o problema das flutuacións de prezos da LFP debido aos custos das materias primas

Os vehículos eléctricos da clase A00, tamén coñecidos como microcoches, están deseñados para ser rendibles con tamaños compactos, o que os converte en perfectos para navegar polo tráfico e atopar aparcamento en zonas concorridas.

Para estes vehículos, os custos da batería son un factor importante. A maioría dos coches da clase A00 teñen un prezo de entre 30.000 e 80.000 CNY, dirixido a un mercado sensible ao prezo. Dado que as baterías representan unha parte substancial do custo do vehículo, os prezos estables das baterías son fundamentais para as vendas.

Estes microcoches adoitan ter unha autonomía inferior a 250 km, e só unha pequena porcentaxe ofrece ata 400 km. Polo tanto, a alta densidade de enerxía non é unha preocupación principal.

A batería de ións de sodio ten custos de materia prima estables, baseándose no carbonato de sodio, que é abundante e menos suxeito ás flutuacións de prezo en comparación coas baterías LFP. A súa densidade enerxética é competitiva para os vehículos da clase A00, polo que son unha opción rendible.

2.2.2 Mercado de baterías de chumbo-ácido: as baterías de ións de sodio superan en todos os ámbitos, preparadas para a súa substitución

As baterías de chumbo-ácido utilízanse principalmente en tres aplicacións: sistemas de potencia pequenas de dúas rodas, sistemas de arranque e parada de automóbiles e baterías de reserva de estacións base de telecomunicacións.

• Sistemas de pequena potencia de dúas rodas: A batería de ións de sodio ofrece un rendemento superior, unha vida útil máis longa e unha maior seguridade en comparación coas baterías de chumbo-ácido.

• Sistemas Start-Stop de automoción: A alta seguridade e o rendemento de carga rápida das baterías de iones de sodio fan que sexan un substituto ideal para as baterías de chumbo-ácido nos sistemas de arranque e parada.
• Estacións base de telecomunicacións: A batería de ións de sodio proporciona un mellor rendemento en termos de resistencia a altas e baixas temperaturas, rendibilidade e seguridade a longo prazo en comparación coas baterías de chumbo-ácido.

A batería de iones de sodio supera ás baterías de chumbo-ácido en todos os aspectos. A capacidade de traballar eficazmente en temperaturas extremas, xunto cunha maior densidade de enerxía e vantaxes de custo, sitúa a batería de iones de sodio como un substituto axeitado para as baterías de chumbo-ácido. Espérase que a batería de ións de sodio domine a medida que a tecnoloxía madure e aumente a rendibilidade.

Conclusión

A medida que continúa a procura de solucións innovadoras de almacenamento de enerxía,Batería de iones de sodiodestacan como unha opción versátil e rendible. A súa capacidade de funcionar ben nun amplo rango de temperaturas, combinada con capacidades de velocidade impresionantes e funcións de seguridade melloradas, sitúaos como un forte competidor no mercado das baterías. Xa sexa para alimentar vehículos eléctricos da clase A00, substituír baterías de chumbo-ácido en pequenos sistemas de enerxía ou apoiar estacións base de telecomunicacións, a batería de ións de sodio ofrece unha solución práctica e con visión de futuro. Con avances continuos e reducións de custos potenciais a través da produción en masa, a tecnoloxía de ións de sodio está a xogar un papel fundamental na configuración do futuro do almacenamento de enerxía.