Натрий-ионный аккумулятор

Натрий-ионный аккумулятор (Na-ion) — тип электрического аккумулятора, который имеет практически идентичные литий-ионному аккумулятору энергетические характеристики, но стоимость применяемых в нём материалов значительно ниже (натрий примерно в 100 раз дешевле лития). Большим преимуществом натрий-ионных батарей является безвредность разряда до нуля, что делает более безопасной их перевозку и хранение[1].

Схема натрий-ионного аккумулятора

История

Разработка натрий-ионных аккумуляторов началась еще в 1970-х годах, но литий-ионные батареи показались производителям более многообещающими[2].

Разработка этого типа аккумулятора шла необычно долго, с 1990-х, а серийный выпуск начался лишь в начале 2015 года (компания Aquion Energy выпустила первую Na-Ion батарею в формате батареи 18650)[3]. Продолжение исследований швейцарскими учёными позволило в 2017 году получить значительно большую стабильность ёмкости по числу циклов заряд-разряд[4].

Трудность в замене лития более дешёвым натрием возникла из-за разницы размеров катионов натрия Na+ и лития Li+ — больший диаметр первых затруднял создание сепараторов.

В ноябре 2017 французская компания Electrochemical Energy Storage (RS2E) анонсировала новую улучшенную батарею формата 18650, имеющую напряжение 3,5 В, удельную ёмкость 90 Вт*ч/кг, количество циклов заряд-разряд более 2000 без существенной потери ёмкости, что соответствует примерно 10 годам эксплуатации[5][6].

Натрий-ионная батарея для глобальной автоиндустрии (применения в электромобилях) впервые была представлена в июле 2021 года китайской компанией Contemporary Amperex Technology (CATL).

Характеристики

Натрий-ионный аккумулятор выдаёт напряжение 3,6 В, обладает ёмкостью не менее 115 А*ч/кг после 50 циклов, расчётную полную ёмкость (по катоду) 400 Вт*ч/кг[7]. Ресурс аккумуляторов ограничивал возможность коммерческого использования, но после 2015 года удалось значительно увеличить число циклов работы, используя многослойный оксидный катод[8].

Устройство

См. также

Примечания
  1. Alex Scott. Challenging Lithium-Ion Batteries With New Chemistry | July 20, 2015 Issue - Vol. 93 Issue 29 | Chemical & Engineering News. cen.acs.org. Дата обращения: 14 октября 2018.
  2. Назван способ сделать электромобили дешевле // Лента.ру, 14 сентября 2021
  3. Натрий-ионные аккумуляторы — в массы! // akkumag.ru - Магазин аккумуляторов. akkumag.ru. Дата обращения: 11 октября 2018.
  4. L. Duchêne, R.-S. Kühnel, E. Stilp, E. Cuervo Reyes, A. Remhof. A stable 3 V all-solid-state sodium–ion battery based on a closo-borate electrolyte (англ.) // Energy & Environmental Science. — 2017. — Vol. 10, iss. 12. — P. 2609—2615. — ISSN 1754-5706 1754-5692, 1754-5706. — doi:10.1039/C7EE02420G.
  5. Lamoureux, Manon. Tiamat se lance dans la production de batteries sodium-ion (фр.), Flottes Automobiles (29 novembre 2017). Дата обращения 11 октября 2018.
  6. A Battery Revolution in Motion (англ.). CNRS News. Дата обращения: 11 октября 2018.
  7. Ellis, B. L.; Makahnouk, W. R. M.; Makimura, Y.; Toghill, K.; Nazar, L. F. A multifunctional 3.5V iron-based phosphate cathode for rechargeable batteries. — Nature Materials, 2007.
  8. Barker, J.; Heap, R.J.; Roche, N.; Tan, C.; Sayers, R.; Lui, Y. Low Cost Na-ion Battery Technology. — 2014.

Ссылки
  • ГОСТ 15596-82 «Источники тока химические. Термины и определения»
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.