Aplicacions i avantatges de la bateria d'ions de sodi

Introducció

En el món de l'emmagatzematge d'energia en ràpida evolució, les bateries d'ions de sodi estan fent un esclat com una alternativa prometedora a les bateries tradicionals d'ions de liti i plom-àcid. Amb els últims avenços en tecnologia i una demanda creixent de solucions sostenibles, la bateria d'ions de sodi ofereix un conjunt únic d'avantatges a la taula. Destaquen pel seu excel·lent rendiment a temperatures extremes, capacitats de velocitat impressionants i alts estàndards de seguretat. Aquest article aprofundeix en les interessants aplicacions de la bateria d'ions de sodi i explora com podrien substituir les bateries de plom-àcid i substituir parcialment les bateries d'ions de liti en escenaris específics, tot oferint una solució rendible.

Kamada Powerés aFabricants de bateries d'ions de sodi de la Xina, oferintVenda de bateria d'ions de sodiiBateria d'ions de sodi de 12 V 100 Ah, Bateria d'ions de sodi de 12 V 200 Ah, suportNano bateria personalitzadatensió (12V, 24V, 48V), capacitat (50Ah, 100Ah, 200Ah, 300Ah), funció, aspecte, etc.

1.1 Múltiples avantatges de la bateria d'ions de sodi

Quan s'apilen amb fosfat de ferro de liti (LFP) i bateries de liti ternàries, la bateria d'ions de sodi mostra una combinació de punts forts i àrees que necessiten millorar. A mesura que aquestes bateries passen a la producció en massa, s'espera que brillin amb beneficis de costos a causa de les matèries primeres, una retenció de capacitat superior a temperatures extremes i un rendiment excepcional. No obstant això, actualment tenen una menor densitat energètica i un cicle de vida més curt, que són àrees que encara necessiten perfeccionament. Malgrat aquests reptes, la bateria d'ions de sodi supera les bateries de plom-àcid en tots els aspectes i està disposada a substituir-les a mesura que la producció augmenta i els costos baixen.

Comparació de rendiment de bateries d'ions de sodi, d'ions de liti i de plom-àcid

1.1.1 Retenció de capacitat superior de la bateria d'ions de sodi a temperatures extremes

Les bateries d'ions de sodi són campions quan es tracta de manejar temperatures extremes, funcionant amb eficàcia entre -40 °C i 80 °C. Descarreguen més del 100% de la seva capacitat nominal a altes temperatures (55 °C i 80 °C) i encara conserven més del 70% de la seva capacitat nominal a -40 °C. També admeten la càrrega a -20 °C amb gairebé el 100% d'eficiència.

Pel que fa al rendiment a baixa temperatura, la bateria d'ions de sodi supera tant les bateries LFP com les de plom-àcid. A -20 °C, les bateries d'ions de sodi mantenen al voltant del 90% de la seva capacitat, mentre que les bateries LFP cauen al 70% i les bateries de plom-àcid només al 48%.

Corbes de descàrrega de la bateria d'ions de sodi (esquerra) Bateries LFP (mig) i bateries de plom-àcid (dreta) a diferents temperatures

1.1.2 Rendiment de taxa excepcional de la bateria d'ions de sodi

Els ions de sodi, gràcies al seu diàmetre Stokes més petit i a la menor energia de solvació en dissolvents polars, presenten una conductivitat d'electròlits més alta en comparació amb els ions de liti. El diàmetre de Stokes és una mesura de la mida d'una esfera en un fluid que s'assenta a la mateixa velocitat que la partícula; un diàmetre més petit permet un moviment d'ions més ràpid. Una energia de solvació més baixa significa que els ions de sodi poden llançar més fàcilment les molècules de dissolvent a la superfície de l'elèctrode, millorant la difusió iònica i accelerant la cinètica iònica a l'electròlit.

Comparació de mides d'ions solvats i energies de solvació (KJ/mol) de sodi i liti en diferents dissolvents

Aquesta alta conductivitat electròlit dóna com a resultat un rendiment impressionant. La bateria d'ions de sodi es pot carregar fins a un 90% en només 12 minuts, més ràpid que les bateries d'ions de liti i de plom-àcid.

Comparació de rendiment de càrrega ràpida

1.1.3 Rendiment de seguretat superior de la bateria d'ions de sodi en condicions extremes

Les bateries d'ions de liti poden ser propenses a la fuga tèrmica en diverses condicions abusives, com ara l'abús mecànic (p. ex., aixafament, punxada), l'abús elèctric (p. ex., curtcircuits, sobrecàrrega, sobredescàrrega) i abús tèrmic (p. ex., sobreescalfament). . Si la temperatura interna arriba a un punt crític, pot desencadenar reaccions secundaries perilloses i provocar una calor excessiva, provocant una fuga tèrmica.

Les bateries d'ions de sodi, en canvi, no han mostrat els mateixos problemes de fuga tèrmica en les proves de seguretat. Han superat avaluacions de sobrecàrrega/descàrrega, curtcircuits externs, envelliment a alta temperatura i proves d'abús com ara aixafament, punxada i exposició al foc sense els riscos associats a les bateries d'ions de liti.

2.2 Solucions rendibles per a diverses aplicacions, ampliant el potencial del mercat

La bateria d'ions de sodi brilla en termes de rendibilitat en diverses aplicacions. Superen les bateries de plom-àcid en diverses àrees, cosa que les converteix en un reemplaçament atractiu en mercats com els sistemes de potència petita de dues rodes, els sistemes d'arrencada i parada d'automòbils i les estacions base de telecomunicacions. Amb millores en el rendiment del cicle i reduccions de costos mitjançant la producció en massa, la bateria d'ions de sodi també podria substituir parcialment les bateries LFP en vehicles elèctrics de classe A00 i escenaris d'emmagatzematge d'energia.

Aplicacions de la bateria d'ions de sodi

• Sistemes de petita potència de dues rodes:La bateria d'ions de sodi ofereix un millor cost del cicle de vida i densitat d'energia en comparació amb les bateries de plom-àcid.
• Sistemes Start-Stop d'automoció:El seu excel·lent rendiment a alta i baixa temperatura, juntament amb una vida útil superior, s'ajusten bé als requisits d'arrencada i parada d'automòbils.
• Estacions base de telecomunicacions:L'alta seguretat i la tolerància a la descàrrega excessiva fan que la bateria d'ions de sodi sigui ideal per mantenir l'energia durant les interrupcions.
• Emmagatzematge d'energia:Les bateries d'ions de sodi són molt adequades per a aplicacions d'emmagatzematge d'energia a causa de la seva alta seguretat, excel·lent rendiment de temperatura i llarg cicle de vida.
• Vehicles elèctrics de classe A00:Proporcionen una solució rendible i estable, satisfent les necessitats de densitat energètica d'aquests vehicles.

2.2.1 Vehicles elèctrics de classe A00: abordar el problema de les fluctuacions de preus de LFP a causa dels costos de les matèries primeres

Els vehicles elèctrics de classe A00, també coneguts com a microcotxes, estan dissenyats per ser rendibles amb mides compactes, cosa que els fa perfectes per navegar pel trànsit i trobar aparcament en zones concorregudes.

Per a aquests vehicles, els costos de la bateria són un factor important. La majoria dels cotxes de la classe A00 tenen un preu d'entre 30.000 i 80.000 CNY, dirigits a un mercat sensible als preus. Atès que les bateries representen una part substancial del cost del vehicle, els preus estables de les bateries són crucials per a les vendes.

Aquests microcotxes solen tenir una autonomia inferior a 250 km, amb només un petit percentatge que ofereix fins a 400 km. Per tant, l'alta densitat d'energia no és una preocupació principal.

Les bateries d'ions de sodi tenen costos estables de matèries primeres, depenent del carbonat de sodi, que és abundant i menys subjecte a fluctuacions de preu en comparació amb les bateries LFP. La seva densitat energètica és competitiva per als vehicles de la classe A00, cosa que els converteix en una opció rendible.

2.2.2 Mercat de les bateries de plom-àcid: les bateries d'ions de sodi tenen un rendiment superior a tots els nivells, preparades per a la substitució

Les bateries de plom-àcid s'utilitzen principalment en tres aplicacions: sistemes de potència petita de dues rodes, sistemes d'arrencada i parada d'automòbils i bateries de seguretat de l'estació base de telecomunicacions.

• Sistemes de petita potència de dues rodes: La bateria d'ions de sodi ofereix un rendiment superior, una vida útil més llarga i una seguretat més alta en comparació amb les bateries de plom-àcid.

• Sistemes Start-Stop d'automoció: L'alta seguretat i el rendiment de càrrega ràpida de les bateries d'ions de sodi les converteixen en un substitut ideal de les bateries de plom-àcid en sistemes d'arrencada i parada.
• Estacions base de telecomunicacions: La bateria d'ions de sodi ofereix un millor rendiment en termes de resistència a altes i baixes temperatures, rendibilitat i seguretat a llarg termini en comparació amb les bateries de plom-àcid.

La bateria d'ions de sodi supera les bateries de plom-àcid en tots els aspectes. La capacitat de treballar amb eficàcia a temperatures extremes, juntament amb una major densitat d'energia i avantatges de costos, posiciona la bateria d'ions de sodi com un reemplaçament adequat per a les bateries de plom-àcid. S'espera que la bateria d'ions de sodi domine a mesura que la tecnologia madura i augmenta la rendibilitat.

Conclusió

A mesura que continua la recerca de solucions innovadores d'emmagatzematge d'energia,Bateria d'ions de sodidestaquen com una opció versàtil i rendible. La seva capacitat de funcionar bé en un ampli rang de temperatures, combinada amb capacitats de velocitat impressionants i funcions de seguretat millorades, els posiciona com un fort competidor al mercat de les bateries. Tant si alimenta vehicles elèctrics de la classe A00, com si substitueix les bateries de plom-àcid en sistemes d'energia petites o que donen suport a estacions base de telecomunicacions, la bateria d'ions de sodi ofereix una solució pràctica i avançada. Amb els avenços en curs i les possibles reduccions de costos mitjançant la producció en massa, la tecnologia d'ions de sodi jugarà un paper fonamental en la configuració del futur de l'emmagatzematge d'energia.