Дешевый и доступный в большом количестве материал, такой как соль, может многое предложить миру науки, и одна из областей, где он может изменить правила игры, – это химия батарей. Использование соли может помочь нам избежать значительной части затрат и трудностей с поиском более дефицитного лития, и китайская компания CATL надеется возглавить этот процесс, выпустив свою первую коммерческую натриево-ионную батарею.
Подобно литиевым батареям, которые питают смартфоны, ноутбуки и большую часть современного мира, натриевые батареи также перемещают ионы между двумя электродами, когда устройство заряжается и разряжается. Но ионы натрия создают несколько проблем, которых нет у ионов лития. Ионы больше по размеру и склонны к образованию примесей, которые сокращают срок службы батареи. Кроме того, они не предлагают плотности энергии, близкой к проверенному и знакомому литию.
В последнее время исследователи предложили несколько многообещающих решений этих проблем. Некоторые использовали дополнительную соль, чтобы аккумуляторы работали дольше, некоторые использовали тонкие слои меди для повышения их производительности, а другим удалось упаковать высокую плотность энергии в стандартный отраслевой формат 18650.
CATL заявляет, что ее исследователи преодолели эти проблемы с натриево-ионными батареями, используя твердый и пористый углеродный материал для анода и изменив структуру другого материала, называемого Prussian White, для перегруппировки электронов. Они образуют ключевые компоненты первой коммерческой натрий-ионной батареи компании, которая может похвастаться впечатляющими характеристиками.
Утверждается, что он имеет плотность энергии до 160 Втч / кг, что далеко от плотности, предлагаемой литиевыми батареями до 285 Втч / кг, но в мире натриевых аккумуляторов нет ничего подобного. Ее также можно заряжать до 80 процентов емкости за 15 минут при комнатной температуре и поддерживать 90 процентов емкости при температуре -20 ° C.
CATL заявляет, что ее новая натриевая батарея хорошо подходит для электрического транспорта, особенно в более холодных регионах. Надо сказать, что плотность энергии литиевых батарей является одним из факторов, сдерживающих электрический транспорт, особенно когда речь идет об авиации, и плотность 160 Втч / кг не решит эту проблему. Тем не менее, в некоторых областях транспорта могут быть нишевые приложения для гораздо более дешевого аккумуляторного решения, но CATL также придумала способ решить эту проблему плотности.
Наряду со своей натриевой батареей компания выпустила комбинированное решение, которое она называет батареей AB. Он включает в себя как натрий-ионные, так и литий-ионные элементы в одной системе со специально разработанным алгоритмом, управляющим потоком энергии, компенсирующим более низкую плотность натрий-ионного компонента и оптимизирующим его производительность.
Компания заявляет, что аккумулятор также может быть адаптирован для использования в более крупномасштабных накопителях энергии, что помещает его среди нескольких других компаний, производящих коммерческие натриевые батареи для этих целей. Компания CATL, поставляющая батареи для Tesla, заявляет, что планирует создать производственную цепочку для развертывания своей натриевой батареи в 2023 году.
Источник: CATL
Источник: