Herstellungsprinzipien von Natriumionenbatterien sowie Vor- und Nachteile

Prinzip der Herstellung von Natrium-Ionen-Batterien

Natriumionenbatterien (kurz SIBs) sind wiederaufladbare Energiespeicherbatterien, die die Vorteile einer hohen Kapazität, eines geringen Gewichts, einer geringen Wärmeentwicklung, einer geringen Selbstentladung und niedriger Kosten bieten. Das entwickelte SIBs-Gerät kann herkömmliche Graphen-Lithiumbatterien ersetzen und die Nutzung menschlicher Recycling-Energie nachhaltig fördern.

Im Allgemeinen ist das Funktionsprinzip von SIBs wie folgt: Während des Ladens/Entladens nimmt die Konzentration von Na+ an den Elektroden der SIBs zu/ab, und bei der Anwendung von Lasten und Änderungen an ihren Elektroden entstehen durch Ladungsoxidation/-reduktion letztendlich Wasserstoffbrückenbindungen . Diese Reaktionen werden durch zwei gegenüberliegende Behälter der elektrochemischen Zelle durchgeführt. Ein gegenüberliegender Behälter enthält Na+-Elektrolyt und der andere gegenüberliegende Behälter enthält Elektrodenflüssigkeit.

Um den aktuellen hohen Kapazitäts- und Volumenanforderungen elektronischer Produkte gerecht zu werden, neigen Forscher dazu, gebogene Elektroden zu verwenden, um die Batteriegröße von SIBs zu reduzieren. Im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterietypen können gebogene Elektroden Na+ effizienter zwischen zwei Behältern übertragen. SIBs können auch zu Nano-Copolymer-Elektroden verbessert werden, was die hohe Kapazität und konstante Kapazitätsleistung der Batterie bei Präzisionsprozessen gewährleistet.

20 Vor- und Nachteile

Vorteil:

1. Natriumionenbatterien haben eine höhere Kapazität und können mehr Energie speichern, wodurch sie sich besser für Anwendungen mit großer Kapazität eignen;

2. SIBs sind kleiner und leichter, wodurch Platz und Gewicht gespart werden können.

3. Hat eine gute Hitzebeständigkeit und hohe Temperaturstabilität;

4. Geringe Selbstentladungsrate, langlebigere Energiespeicherung;

5. SIBs sind sicherer als andere Batterien und neigen weniger dazu, sich bei Flüssigkeitspolarisation zu entzünden.

6. Es hat eine gute Recyclingfähigkeit und kann viele Male wiederverwendet werden;

7. SIBs sind kostengünstig und sparen Materialkosten in der Produktion.

Mangel:

1. SIBs haben unter normalen Bedingungen eine niedrige Spannung und sind nicht für den Einsatz in Hochspannungsanwendungen geeignet;

2. SIBs haben normalerweise eine hohe Leitfähigkeit, was zu einer geringen Lade- und Entladeeffizienz führt;

3. Der Innenwiderstand ist hoch und die Lade- und Entladevorgänge verursachen große Verluste.

4. Das Elektrodenmaterial ist instabil und über einen längeren Zeitraum schwer zu pflegen.

5. Batterien weisen bei hohen Temperaturen und rauen Bedingungen manchmal eine höhere Ausfallrate auf;

6. Die verringerte Kapazität der SIBs führt zu größeren Verlusten im Umlauf;

7. Nicht alle elektronischen Produkte können Natrium-Ionen-Batterien verwenden. Einige Geräte müssen beispielsweise eine bestimmte Eingangsspannung aufrechterhalten, bevor sie ordnungsgemäß funktionieren können.