Analisis Penelitian Perlombaan Energi Baru Pada Baterai Garam Natrium

Pengenalan sumber teknologi baterai garam natrium

Dari tahun 1967 hingga 1982, British Railway meneliti baterai natrium nikel, dan pada tahun 1982, Institut Beta didirikan di Inggris, untuk melaksanakan produksi massal penelitian baterai ini;

1987 hingga 1997, dilakukan penelitian mobil penumpang listrik, melakukan uji kehidupan selama lima tahun seratus ribu kilometer, maka tidak ada masalah besar;

Pada tahun 1999, MES-DEA mengakuisisi teknologi Beta Research Institute dan memulai produksi massal.

Pada tahun 2001, GE di Amerika melakukan evaluasi teknologi penyimpanan energi. Setelah sekian lama melakukan eksplorasi, ditemukan bahwa baterai natrium nikel merupakan baterai penyimpan energi yang sangat baik. Pada tahun 2007, GE mengakuisisi Beta Research Institute di Inggris, dan pada tahun 2012, GE menyelesaikan pembangunan pabrik tersebut.

Pada tahun 2017, Chilwee mendirikan Zhejiang AMPower Co., Ltd. pada bulan April 2019, yang memulai perusahaan produksi massal pertama di Tiongkok.

Di awal Tahun Baru 2023, AMPower terus melakukan pesanan besar yang menjual lebih dari 290 kelompok baterai, memimpin awal yang baik!

Rute proses baterai garam natrium

Baterai jenis ini disebut juga baterai natrium padat. Dalam sistem baterai, elektroda negatifnya adalah logam natrium dan elektroda positifnya adalah nikel klorida. Elektrolit pertama adalah beta-alumina, dan yang lainnya adalah garam anorganik, natrium tetrakloroaluminat. Suhu pengoperasian sekitar 250 hingga 350 derajat. Ion natrium bermigrasi bolak-balik melalui diafragma elektrolit padat untuk menyadari keuntungan dan kerugian baterai, dan akhirnya mewujudkan pengisian dan pengosongan. Ini adalah mekanisme baterai. Reaksi runtimenya adalah sebagai berikut:

Saat baterai diisi, elektron mengalir dari positif ke negatif. Ion natrium dalam garam (natrium klorida) bermigrasi melalui elektroda keramik padat menuju terminal tangki negatif. Ion klorida yang tersisa menempel pada nikel dan membentuk nikel klorida dalam media katoda. Natrium membentuk lapisan anoda cair di bagian luar tabung keramik, yang bersentuhan dengan tangki baja dan baterai terisi penuh. Selama pelepasan, elektron kembali dan natrium cair dioksidasi menjadi ion Na+, yang dikembalikan melalui tabung keramik padat untuk membentuk natrium klorida. Nikel klorida direduksi menjadi logam nikel. Reaksi elektrokimia baterai adalah sebagai berikut:

Jalur teknisnya secara garis besar dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Bahan katoda baterai natrium-nikel adalah natrium klorida padat dan partikel nikel, diafragma adalah tabung keramik, dan elektrolitnya adalah natrium tetrakloroaluminat, semuanya sangat umum, sehingga biayanya sangat rendah.

Kedua, jika tidak ada reaksi kimia, monomer natrium tidak diproduksi; Tidak ada asam atau pelarut organik lainnya di dalam baterai, sehingga baterai natrium-nikel tidak beracun dan tidak membahayakan lingkungan.

Secara umum, kepadatan energi baterai yang relatif aman akan relatif rendah, kepadatan energi volume baterai natrium nikel dapat mencapai 400Wh/L, mendekati lithium terner; Kepadatan energi berat dapat mencapai 160Wh/kg, dan kepadatan energi berat setelah pengelompokan dapat mencapai 110-120Wh/kg, yang setara dengan tingkat bahan litium besi fosfat. Baterai natrium-nikel adalah alternatif yang baik untuk baterai lithium besi fosfat yang saat ini digunakan dalam penyimpanan energi skala besar.

Dalam hal siklus hidup, baterai natrium-nikel juga dibuat untuk penyimpanan energi. Energi spesifik individualnya mencapai 135 watt-jam per kilogram, masa pakai 2 hingga 5 kali lipat dari baterai lithium, siklus hidup DOD 80% hingga 7500 kali, setelah komposisi sistem, volumenya lebih dari 50% lebih kecil dibandingkan sistem baterai litium, seluruh biaya siklus hidup 50% lebih rendah dibandingkan baterai litium.

Keuntungan dari baterai garam natrium

(1) Biaya, tidak menggunakan logam mahal seperti tembaga, litium, dan kobalt. Sebagai gantinya, ia menggunakan elektrolit keramik padat dan garam natrium biasa. Jumlahnya melimpah, mudah didapat, tidak ada masalah rantai pasok, dan murah.

(2) Keamanan tinggi, tidak memerlukan perlindungan keselamatan tingkat sel dan alat pemadam kebakaran, karena baterai internal terdiri dari garam anorganik, logam anorganik, natrium, nikel, elektrolit padat adalah -alumina, tidak seperti litium di dalam elektrolit, adanya bahan organik, kita bahan anorganik ada, tidak ada bahan yang terbakar. Baterai tidak akan terbakar atau meledak dengan cara apapun. Ini adalah fitur terbesar baterai.

(3) Toleransi lingkungan yang baik, baterai memiliki toleransi yang sangat baik terhadap suhu yang luas, kapasitas dan uji energi pada minus 40 derajat, dapat melepaskan 100,9% suhu ruangan; Uji kapasitas dan energi pada suhu +60 derajat dapat melepaskan 101,6% suhu ruangan; Jadi baterai natrium dapat digunakan di gurun di iklim yang sangat, sangat panas, serta iklim yang sangat, sangat dingin.

(4) Siklus hidup yang panjang. Teknologi baterai yang paling penting adalah elektrolit padat, beta-alumina, yang bertindak sebagai elektrolit dan diafragma. Di sisi lain, teknik yang baik adalah dengan menggabungkan elektroda positif dan elektroda negatif dan membuat partikel ke dalam tabung keramik. Dalam hal masa pakai baterai, orang-orang di Inggris melakukan 80% pengujian DOD, dan setelah 3.500 minggu mungkin ada lebih dari 90% daya yang tersisa. Siklus hidup normal modul baterai lebih besar dari 4500 kali. Berdasarkan situasi pengujian yang ada, masa pakai baterai dapat diprediksi. Kalau 2 jam, umur baterai diperkirakan 6,000 kali, 3 jam sama dengan 10,000 kali, 8 jam sama dengan 25,000 kali.

Aspek kedua dari kinerja overcharge dan pelepasan lebih baik, proses pengisian dan pelepasan berlebih, bahan yang dihasilkan adalah baterai itu sendiri, baik bahan aktif, atau bahan baku baterai, bahan baku akan terjadi jika terjadi reaksi senyawa suhu tinggi, dan menjadi zat aktif.

Aspek ketiga dari resistansi hubung singkat baik, ion litium akan menyebabkan kontrol termal modul baterai karena korsleting; Ketika tabung keramik dalam baterai garam natrium rusak dan mengalami hubungan pendek, logam natrium dan elektrolit natrium tetrakloroklorat bereaksi membentuk aluminium. Celah antara celah pada tabung keramik diisi dengan aluminium untuk mencegah reaksi lebih lanjut, dan elektroda positif dan negatif bersifat konduktif. Dengan cara ini, baterai hubung singkat setara dengan konduktor, dan tegangan seluruh modul baterai setara dengan penurunan tegangan sel sebesar 2,58 volt. Selain itu, 5% hingga 10% modul baterai dibiarkan rusak, dan modul dapat digunakan secara normal dalam rentang kegagalan sel.