Baru-baru ini, CATL akan meluncurkan berita baterai ion natrium berkali-kali di berita utama media, baterai ion nano juga telah membangkitkan fokus pasar.
Sebenarnya, baterai nano-ion bukanlah barang baru. baterai ion natrium (baterai natrium-ion), juga baterai sekunder (baterai isi ulang), terutama tergantung pada ion natrium yang bergerak di antara elektroda positif dan negatif untuk bekerja, mirip dengan prinsip kerja baterai lithium ion.
Na+ disematkan dan dilepaskan di antara dua elektroda selama pengisian dan pengosongan: saat pengisian, Na+ dideinterkalasi dari elektroda positif dan disematkan ke elektroda negatif melalui elektrolit; kebalikannya adalah benar saat pemakaian.
yaitu, baterai ion natrium, dengan bantuan transfer ion natrium (bukan ion litium) untuk menyimpan dan melepaskan energi listrik.
Bahan elektroda yang digunakan dalam baterai ion natrium terutama garam natrium, yang lebih kaya dan lebih murah daripada garam lithium. Karena ion natrium lebih besar dari ion litium, baterai ion natrium merupakan alternatif hemat biaya ketika berat dan densitas energinya tidak tinggi.
Dibandingkan dengan baterai lithium ion, baterai sodium ion memiliki keunggulan:
(1) Bahan baku garam natrium kaya akan cadangan dan harganya murah. Dibandingkan dengan bahan katoda terner baterai lithium ion, biaya bahan baku berkurang setengahnya;
(2) Penggunaan elektrolit konsentrasi rendah (konsentrasi elektrolit yang sama, yang memiliki konduktivitas lebih tinggi dari sekitar 20 persen elektrolit lithium) diperbolehkan untuk mengurangi biaya karena karakteristik garam natrium;
(3) Ion natrium tidak membentuk paduan dengan aluminium, dan elektroda negatif dapat menggunakan aluminium foil sebagai cairan pengumpul, yang selanjutnya dapat mengurangi biaya sekitar 8% dan berat sekitar 10%;
(4) Baterai ion natrium diperbolehkan untuk mengosongkan hingga nol volt karena karakteristiknya yang non-over-discharge. Wh / kg, kepadatan energi baterai ion natrium lebih dari 100, sebanding dengan baterai lithium besi fosfat, tetapi keunggulan biayanya jelas, yang diharapkan dapat menggantikan baterai asam timbal tradisional dalam penyimpanan energi skala besar .
Studi tentang baterai ion natrium dimulai pada 1980-an. Sifat elektrokimia bahan elektroda seperti MoS2、TiS2 dan NaxMO2 tidak ideal dan perkembangannya sangat lambat. Menemukan bahan elektroda ion natrium yang sesuai adalah salah satu poin kunci untuk mewujudkan aplikasi praktis baterai penyimpanan energi ion natrium.
Sejak 2010, serangkaian bahan elektroda positif dan negatif telah dirancang dan dikembangkan sesuai dengan karakteristik baterai ion natrium, yang telah sangat meningkatkan kapasitas dan masa pakainya, seperti bahan karbon keras sebagai elektroda negatif, logam transisi dan senyawa paduannya. , subkelas poliklonal sebagai elektroda positif, bahan oksida biru Prusia, terutama struktur berlapis NaxMO2(M =Fe、Mn、Co、V、Ti) dan bahan biner dan terner, yang menunjukkan kapasitas spesifik muatan-debit yang baik dan stabilitas siklus.
Karena ion natrium relatif besar dan membutuhkan lebih banyak energi untuk menggerakkan pergerakan ion, ini pernah menjadi masalah terbesar bagi teknologi baterai baru sampai para ilmuwan, seperti baterai inti karbon, menggunakan karbon sebagai media penggerak. Baterai ion natrium bisa seefisien baterai lithium tujuh kali lipat, dan dapat didaur ulang berkali-kali. Selain itu, masalah memori cairan ion natrium telah diatasi.
Namun, terlepas dari sumber daya yang kaya, era Ningde juga mengatakan bahwa baterai nano-ion saat ini, dibandingkan dengan aplikasi skala besar baterai lithium ion, biayanya akan sedikit lebih mahal.
