Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Ця стаття містить правописні лексичні граматичні стилістичні або інші мовні помилки які треба виправити Ви можете допомо

Натрій-іонний акумулятор

Натрій-іонний акумулятор
Ця стаття містить правописні, лексичні, граматичні, стилістичні або інші мовні помилки, які треба виправити. Ви можете допомогти вдосконалити цю статтю, погодивши її із чинними . (квітень 2019)

Натрій-іонний акумулятор (англ. Sodium-ion battery; скорочено NIB, SIB або Na-ion) — кілька типів акумуляторних батарей, які використовують іони натрію (Na+) як носії заряду. У деяких випадках його принцип роботи та конструкція елементів подібні до типів літій-іонних акумуляторів (LIB), але він замінює літій на натрій як інтеркалюючий іон. Натрій належить до тієї ж групи періодичної таблиці, що й літій, і тому має подібні хімічні властивості. Хоча в деяких випадках (наприклад, водні Na-іонні акумулятори) вони суттєво відрізняються від літій-іонних акумуляторів.

image
Схема натрій-йонного акумулятора

Вартість застосовуваних в ньому матеріалів значно нижча (натрій приблизно в 100 разів дешевший від літію). Тому в найближчі роки прогнозується широке поширення таких акумуляторів замість літієвих, зокрема, в електромобілях. Великою перевагою натрій-іонних батарей є нешкідливість розряду до нуля, що робить безпечнішими їхні перевезення і зберігання[].

SIB викликали академічний і комерційний інтерес у 2010-х і на початку 2020-х років, головним чином через нерівномірний географічний розподіл, високий вплив на навколишнє середовище та високу вартість літію. Очевидною перевагою натрію є його природне поширення , особливо в солоній воді.

Електромобілі, які використовують натрій-іонні акумулятори, ще не доступні в продажу. Проте компанія CATL, найбільший у світі виробник літій-іонних батарей, у 2022 році оголосила про початок масового виробництва SIB. У лютому 2023 року китайська компанія HiNA Battery Technology Company, Ltd. вперше розмістила натрій-іонний акумулятор ємністю 140 Вт-год/кг в електричному тестовому автомобілі, а виробник накопичувачів енергії Pylontech отримав перший сертифікат натрієво-іонного акумулятора від TÜV Rheinland.

Історія

Розробка цього типу акумулятора тривала незвично довго — з 1990-х років, а серійне виробництво розпочалось лише 2013 року (компанія Aquion Energy випустила першу Na-Ion батарею в форматі батареї 18650). Продовження досліджень швейцарськими вченими дозволило в 2017 році одержати значно більшу стабільність ємності по числу циклів заряд-розряд.

Складності в заміні літію більш дешевим натрієм виникли через різницю розмірів катіонів натрію Na+ і літію Li+: більший діаметр катіонів натрію ускладнював створення сепараторів.

В листопаді 2017 французька компанія Electrochemical Energy Storage (RS2E) анонсувала нову покращену батарею формату 18650, що мала напругу 3,5 В, ємність 90 Вт*год/кг, та понад 2000 циклів заряду-розряду без суттєвої втрати ємності, що відповідає приблизно 10 рокам експлуатації.

Принцип дії

Елементи акумулятора складаються з катода (матеріали на основі натрію), анода (різні матеріали, в тому числі на основі вуглецю, або металів), та рідкого електроліта. Під час заряджання іони натрію рухаються від катода до анода, а електрони рухаються по зовнішньому контуру. Під час розряджання відбувається зворотний процес.

Аноди

  • вуглецеві матеріали, в тому числі графен
  • арсенід вуглецю
  • метали та напівметали - (P, Pb, Sn, Ge) утворюють з натрієм стійкі сплави. Але через дендритну кристалізацію анода більшість дуже швидко деградує. Добре себе показують сполуки з оловом, та фосфатами.
  • металеві сплави
  • деякі інші матеріали, такі як ртуть, електроактивні полімери, терефталат натрію, які не викликали комерційного інтересу.

Катоди

Електроліт

Натрієво-іонні акумулятори можуть використовувати водні та неводні електроліти.

Характеристики

Натрій-іонний акумулятор видає напругу 3,6 В, має ємність не менше 115 А*год/кг після 50 циклів, розрахункову повну ємність (за катодом) 400 Вт*год/кг. Ресурс акумуляторів обмежував можливість комерційного використання, але після 2015 року вдалося значно збільшити число циклів роботи, використовуючи багатошаровий оксидний катод.

Примітки

  1. Abraham, K. M. (13 листопада 2020). How Comparable Are Sodium-Ion Batteries to Lithium-Ion Counterparts?. ACS Energy Letters (англ.). Т. 5, № 11. с. 3544—3547. doi:10.1021/acsenergylett.0c02181. ISSN 2380-8195. Процитовано 1 квітня 2024.
  2. Kang, Lei (23 лютого 2023). Hina Battery becomes 1st battery maker to put sodium-ion batteries in EVs in China. CnEVPost (амер.). Процитовано 1 квітня 2024.
  3. redactoramexico (8 березня 2023). Pylontech Obtains the World's First Sodium Ion Battery Certificate from TÜV Rheinland. Batteries News (амер.). Процитовано 1 квітня 2024.
  4. Wu, Fu-Bao; Yang, Bo; Ye, Ji-Lei, ред. (1 січня 2019). Chapter 2 - Technologies of energy storage systems. Grid-scale Energy Storage Systems and Applications. Academic Press. с. 17—56. doi:10.1016/b978-0-12-815292-8.00002-2. ISBN .
  5. 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, no. 12. — С. 2609–2615. — ISSN 1754-5706 1754-5692, 1754-5706. — DOI:10.1039/C7EE02420G.
  6. Lamoureux, Manon (29 листопада 2017). Tiamat se lance dans la production de batteries sodium-ion. Flottes Automobiles (fr-FR) . Процитовано 11 жовтня 2018.
  7. A Battery Revolution in Motion (англ.). CNRS News. Процитовано 11 жовтня 2018.
  8. 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.
  9. Barker, J.; Heap, R.J.; Roche, N.; Tan, C.; Sayers, R.; Lui, Y. Low Cost Na-ion Battery Technology. — 2014.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Cya stattya mistit pravopisni leksichni gramatichni stilistichni abo inshi movni pomilki yaki treba vipraviti Vi mozhete dopomogti vdoskonaliti cyu stattyu pogodivshi yiyi iz chinnimi movnimi standartami kviten 2019 Natrij ionnij akumulyator angl Sodium ion battery skorocheno NIB SIB abo Na ion kilka tipiv akumulyatornih batarej yaki vikoristovuyut ioni natriyu Na yak nosiyi zaryadu U deyakih vipadkah jogo princip roboti ta konstrukciya elementiv podibni do tipiv litij ionnih akumulyatoriv LIB ale vin zaminyuye litij na natrij yak interkalyuyuchij ion Natrij nalezhit do tiyeyi zh grupi periodichnoyi tablici sho j litij i tomu maye podibni himichni vlastivosti Hocha v deyakih vipadkah napriklad vodni Na ionni akumulyatori voni suttyevo vidriznyayutsya vid litij ionnih akumulyatoriv Shema natrij jonnogo akumulyatora Vartist zastosovuvanih v nomu materialiv znachno nizhcha natrij priblizno v 100 raziv deshevshij vid litiyu Tomu v najblizhchi roki prognozuyetsya shiroke poshirennya takih akumulyatoriv zamist litiyevih zokrema v elektromobilyah Velikoyu perevagoyu natrij ionnih batarej ye neshkidlivist rozryadu do nulya sho robit bezpechnishimi yihni perevezennya i zberigannya dzherelo SIB viklikali akademichnij i komercijnij interes u 2010 h i na pochatku 2020 h rokiv golovnim chinom cherez nerivnomirnij geografichnij rozpodil visokij vpliv na navkolishnye seredovishe ta visoku vartist litiyu Ochevidnoyu perevagoyu natriyu ye jogo prirodne poshirennya osoblivo v solonij vodi Elektromobili yaki vikoristovuyut natrij ionni akumulyatori she ne dostupni v prodazhu Prote kompaniya CATL najbilshij u sviti virobnik litij ionnih batarej u 2022 roci ogolosila pro pochatok masovogo virobnictva SIB U lyutomu 2023 roku kitajska kompaniya HiNA Battery Technology Company Ltd vpershe rozmistila natrij ionnij akumulyator yemnistyu 140 Vt god kg v elektrichnomu testovomu avtomobili a virobnik nakopichuvachiv energiyi Pylontech otrimav pershij sertifikat natriyevo ionnogo akumulyatora vid TUV Rheinland IstoriyaRozrobka cogo tipu akumulyatora trivala nezvichno dovgo z 1990 h rokiv a serijne virobnictvo rozpochalos lishe 2013 roku kompaniya Aquion Energy vipustila pershu Na Ion batareyu v formati batareyi 18650 Prodovzhennya doslidzhen shvejcarskimi vchenimi dozvolilo v 2017 roci oderzhati znachno bilshu stabilnist yemnosti po chislu cikliv zaryad rozryad Skladnosti v zamini litiyu bilsh deshevim natriyem vinikli cherez riznicyu rozmiriv kationiv natriyu Na i litiyu Li bilshij diametr kationiv natriyu uskladnyuvav stvorennya separatoriv V listopadi 2017 francuzka kompaniya Electrochemical Energy Storage RS2E anonsuvala novu pokrashenu batareyu formatu 18650 sho mala naprugu 3 5 V yemnist 90 Vt god kg ta ponad 2000 cikliv zaryadu rozryadu bez suttyevoyi vtrati yemnosti sho vidpovidaye priblizno 10 rokam ekspluataciyi Princip diyiElementi akumulyatora skladayutsya z katoda materiali na osnovi natriyu anoda rizni materiali v tomu chisli na osnovi vuglecyu abo metaliv ta ridkogo elektrolita Pid chas zaryadzhannya ioni natriyu ruhayutsya vid katoda do anoda a elektroni ruhayutsya po zovnishnomu konturu Pid chas rozryadzhannya vidbuvayetsya zvorotnij proces Anodi vuglecevi materiali v tomu chisli grafen arsenid vuglecyu metali ta napivmetali P Pb Sn Ge utvoryuyut z natriyem stijki splavi Ale cherez dendritnu kristalizaciyu anoda bilshist duzhe shvidko degraduye Dobre sebe pokazuyut spoluki z olovom ta fosfatami metalevi splavi deyaki inshi materiali taki yak rtut elektroaktivni polimeri tereftalat natriyu yaki ne viklikali komercijnogo interesu Katodi oksidi oksoanioni berlinska lazurElektrolit Natriyevo ionni akumulyatori mozhut vikoristovuvati vodni ta nevodni elektroliti HarakteristikiNatrij ionnij akumulyator vidaye naprugu 3 6 V maye yemnist ne menshe 115 A god kg pislya 50 cikliv rozrahunkovu povnu yemnist za katodom 400 Vt god kg Resurs akumulyatoriv obmezhuvav mozhlivist komercijnogo vikoristannya ale pislya 2015 roku vdalosya znachno zbilshiti chislo cikliv roboti vikoristovuyuchi bagatosharovij oksidnij katod PrimitkiAbraham K M 13 listopada 2020 How Comparable Are Sodium Ion Batteries to Lithium Ion Counterparts ACS Energy Letters angl T 5 11 s 3544 3547 doi 10 1021 acsenergylett 0c02181 ISSN 2380 8195 Procitovano 1 kvitnya 2024 Kang Lei 23 lyutogo 2023 Hina Battery becomes 1st battery maker to put sodium ion batteries in EVs in China CnEVPost amer Procitovano 1 kvitnya 2024 redactoramexico 8 bereznya 2023 Pylontech Obtains the World s First Sodium Ion Battery Certificate from TUV Rheinland Batteries News amer Procitovano 1 kvitnya 2024 Wu Fu Bao Yang Bo Ye Ji Lei red 1 sichnya 2019 Chapter 2 Technologies of energy storage systems Grid scale Energy Storage Systems and Applications Academic Press s 17 56 doi 10 1016 b978 0 12 815292 8 00002 2 ISBN 978 0 12 815292 8 L Duchene R S Kuhnel E Stilp E Cuervo Reyes A Remhof A stable 3 V all solid state sodium ion battery based on a closo borate electrolyte angl Energy amp Environmental Science 2017 Vol 10 no 12 S 2609 2615 ISSN 1754 5706 1754 5692 1754 5706 DOI 10 1039 C7EE02420G Lamoureux Manon 29 listopada 2017 Tiamat se lance dans la production de batteries sodium ion Flottes Automobiles fr FR Procitovano 11 zhovtnya 2018 A Battery Revolution in Motion angl CNRS News Procitovano 11 zhovtnya 2018 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 Barker J Heap R J Roche N Tan C Sayers R Lui Y Low Cost Na ion Battery Technology 2014

Дата публікації:
Топ