Википедија

Natrijum-jonska baterija

Natrijum-jonska baterija (Na-ion) je vrsta električne baterije koja ima energetske karakteristike skoro identične litijum-jonskoj bateriji, ali je cena materijala koji se u njoj koristi je mnogo niža (natrijum je oko 50 puta jeftiniji od litijuma). Velika prednost natrijum-jonskih baterija je bezopasnost pražnjenja do nule, što čini njihov transport i skladištenje bezbednijim[1].

Natrijum-jonska baterija iz 2019. godine

Istorija uredi

Razvoj natrijum-jonskih baterija počeo je 1970-ih, ali su litijum-jonske baterije izgledale više obećavajuće proizvođačima[2].

Razvoj ovog tipa baterija je trajao neobično dugo, od 1990-ih, a serijska proizvodnja je počela tek početkom 2015. godine (Akuion Energi je izbacila prvu Na-Jon bateriju u formatu baterije 18650)[3]. Nastavak istraživanja švajcarskih naučnika omogućio je da se u 2017. godini dobije znatno veća stabilnost kapaciteta u pogledu broja ciklusa punjenja-pražnjenja[4].

Teškoća zamene litijuma jeftinijim natrijumom nastala je zbog razlike u veličini katjona natrijuma Na+ i litijum Li+ – veći prečnik prvog otežavao je stvaranje separatora.

U novembru 2017. godine, francuska kompanija Elektrohemical Energi Storage (RS2E) najavila je novu i poboljšanu bateriju 18650 napona 3,5 v, specifičnog kapaciteta 90 Vh/kg, broj ciklusa punjenja-pražnjenja veći od 2000 bez značajnog gubitak kapaciteta, što odgovara približno 10 godina rada[5].

Kineska kompanija Kontemporari Amperek Tehnolodži (CATL) prvi put je predstavila natrijum-jonsku bateriju za globalnu automobilsku industriju (aplikacije za električna vozila) u julu 2021. godine[6].

25. avgusta, 2013. godine Ministarstvo industrije i informacionih tehnologija (MIIT) SAD objavilo strategiju koja podržava dalji razvoj industrije natrijum baterija. Cilj je ubrzati napredak industrije natrijum-jonskih baterija, olakšati brzu implementaciju inovativnih otkrića i promovisati razvoj proizvoda visokih performansi za proizvodnju velikih razmera. Ovaj strateški potez uključuje ubrzanje implementacije natrijum jonskih baterija izuzetnih performansi u sektorima kao što su nove energetske elektrane i bazne stanice za komunikaciju vozila.

Nindž Tajmss (CATL) je 29. jula 2023. na konferenciji za novinare predstavio prvu generaciju natrijum baterije sa brojnim prednostima. To uključuje visoku gustinu energije, mogućnosti brzog punjenja, odličnu termičku stabilnost, pouzdane performanse na niskim temperaturama, visoku efikasnost integracije i mogućnost postizanja 15% performansi nakon samo 80 minuta punjenja na sobnoj temperaturi.

Čak i pri temperaturama smrzavanja od oko minus 20°C, baterija održava kapacitet pražnjenja od preko 90%, što ga čini uvjerljivim izborom za hladne regije s različitim zahtjevima za performanse.

Iako CATL nije bila prva kompanija koja je najavila masovnu proizvodnju natrijumskih baterija, objavila je svoj uspeh 29. jula. S druge strane, Šandong Zhangu je 23. avgusta najavio da bi se natrijum-jonske baterije mogle proizvoditi pod prilagođenim uslovima, sa proizvodnom linijom litijum/natrijum baterija spremnom za masovnu proizvodnju.

Penghui Enerdži je 25. avgusta predstavio svoj nedavni napredak u razvoju uzvodnog i nizvodnog industrijskog lanca, kao i svoje istraživačke i razvojne napore sa fokusom na natrijum-jonske baterije.

Nekoliko kompanija povezanih sa zalihama koncepta natrijum baterija aktivno doprinosi daljem razvoju ove tehnologije. Značajni su Zejiang Farmaceutical, koji se fokusira na natrijum-jonske baterije za Emma Technology; Xinwangda, nosilac brojnih patenata koji se odnose na metode dopunjavanja natrijuma, natrijum jonske baterije i njihove proizvodne procese; i Šengyang Šares, koji zajedno rade na razvoju ekološki prihvatljive, visoko reciklirane natrijum jonske baterije sa akademskim radnim stanicama i drugim jedinicama i uspešno su završile eksperimentalnu fazu[7].

Karakteristike uredi

Natrijum-jonska baterija proizvodi napon od 3,6 v, ima kapacitet od najmanje 115 A*h/kg nakon 50 ciklusa i izračunati ukupni kapacitet (katoda) od 400 Vh/kg[8]. Trajanje baterije ograničilo je mogućnost komercijalne upotrebe, ali je nakon 2015. godine bilo moguće značajno povećati broj radnih ciklusa korišćenjem višeslojne oksidne katode[9].

Izvori uredi

  1. ^ „Challenging Lithium-Ion Batteries With New Chemistry”. Chemical & Engineering News (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2024-01-04. 
  2. ^ Abraham, K. M. (2020-11-13). „How Comparable Are Sodium-Ion Batteries to Lithium-Ion Counterparts?”. ACS Energy Letters (na jeziku: engleski). 5 (11): 3544—3547. ISSN 2380-8195. doi:10.1021/acsenergylett.0c02181. 
  3. ^ Jache, Birte; Adelhelm, Philipp (2014-07-23). „Use of Graphite as a Highly Reversible Electrode with Superior Cycle Life for Sodium‐Ion Batteries by Making Use of Co‐Intercalation Phenomena”. Angewandte Chemie. 126 (38): 10333—10337. ISSN 0044-8249. doi:10.1002/ange.201403734. 
  4. ^ Law, Markas; Ramar, Vishwanathan; Balaya, Palani (2017-08-15). „Na2MnSiO4 as an attractive high capacity cathode material for sodium-ion battery”. Journal of Power Sources. 359: 277—284. ISSN 0378-7753. doi:10.1016/j.jpowsour.2017.05.069. 
  5. ^ Delépine, Justin (2017-12-01). „Orange se lance dans la Bank”. Alternatives Économiques. N° 374 (12): 46—46. ISSN 0247-3739. doi:10.3917/ae.374.0046. 
  6. ^ Huang, Chengcheng; Liu, Yiwen; Zheng, Runtian; Yang, Zhengwei; Miao, Zhonghao; Zhang, Junwei; Cai, Xinhao; Yu, Haoxiang; Zhang, Liyuan (2022). „Interlayer gap widened TiS2 for highly efficient sodium-ion storage”. Journal of Materials Science & Technology (na jeziku: engleski). 107: 64—69. doi:10.1016/j.jmst.2021.08.035. 
  7. ^ Mandy (2023-12-28). „Nova tehnologija baterija: Natrijum-jonske baterije zamjenjuju litijum-jonske baterije”. IonBatteryPack (na jeziku: bošnjački). Pristupljeno 2024-01-05. 
  8. ^ Ellis, B. L.; Makahnouk, W. R. M.; Makimura, Y.; Toghill, K.; Nazar, L. F. (2007-09-09). „A multifunctional 3.5 V iron-based phosphate cathode for rechargeable batteries”. Nature Materials. 6 (10): 749—753. ISSN 1476-1122. doi:10.1038/nmat2007. 
  9. ^ Barker, Jerry; Heap, Richard John; Roche, Noel; Tan, Chaou; Sayers, Ruth; Liu, Yang (2013-10-27). „Low Cost Na-Ion Battery Technology”. ECS Meeting Abstracts. MA2013-02 (6): 367—367. ISSN 2151-2043. doi:10.1149/ma2013-02/6/367. 
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Натријум-јонска_батерија&oldid=26947977”