עקרונות ייצור סוללות נתרן-יון ויתרונות וחסרונות

עקרון ייצור סוללת נתרן-יון

סוללות סודיום-יון (בקיצור SIBs) הן סוללות אחסון אנרגיה נטענות בעלות היתרונות של קיבולת גבוהה, קל משקל, ייצור חום נמוך, פריקה עצמית נמוכה ועלות נמוכה. מכשיר SIBs שפותח יכול להחליף סוללות גרפן ליתיום מסורתיות יקדם במרץ את ניצול אנרגיית המיחזור האנושי.

באופן כללי, עקרון העבודה של SIBs הוא כדלקמן: במהלך טעינה/פריקה, הריכוז של Na+ על האלקטרודות של SIBs עולה/יורד, ועם הפעלת עומסים ושינויים באלקטרודות שלהם, חמצון/הפחתת מטען יוצר בסופו של דבר קשרי מימן . תגובות אלה מושלמות על ידי שני מיכלים מנוגדים של התא האלקטרוכימי. מיכל אחד ממול מכיל אלקטרוליט Na+, והמיכל השני ממול מכיל נוזל אלקטרודה.

על מנת לעמוד בדרישות הקיבולת והנפח הגבוהות הנוכחיות של מוצרים אלקטרוניים, חוקרים נוטים להשתמש באלקטרודות מעוקלות כדי להקטין את גודל הסוללה של SIBs. בהשוואה לסוגי סוללות ליתיום-יון אחרים, אלקטרודות מעוקלות יכולות להעביר Na+ בין שני מיכלים בצורה יעילה יותר. ניתן לשפר SIBs גם לאלקטרודות ננו-קופולימר, מה שמבטיח את הקיבולת הגבוהה והביצועים הקבועים של הסוללה במהלך תהליכים מדויקים.

20 יתרונות וחסרונות

יתרון:

1. סוללות נתרן-יון בעלות קיבולת גבוהה יותר ויכולות לאחסן יותר אנרגיה, מה שהופך אותן למתאימים יותר ליישומים בעלי קיבולת גדולה;

2. SIBs קטנים יותר בגודלם וקלים יותר במשקל, מה שיכול לחסוך מקום ומשקל;

3. בעל עמידות טובה בחום ויציבות בטמפרטורה גבוהה;

4. קצב פריקה עצמית קטן, אחסון אנרגיה עמיד יותר;

5. למכשירי SIB יש בטיחות טובה יותר מאשר סוללות אחרות ויש להם סיכוי נמוך יותר להתלקח בקיטוב נוזלי;

6. יש לו יכולת מיחזור טובה וניתן לעשות בו שימוש חוזר פעמים רבות;

7. SIBs בעלי עלות נמוכה וחוסכים בעלויות חומר בייצור.

חִסָרוֹן:

1. למכשירי SIB יש מתח נמוך בתנאים רגילים ואינם מתאימים לשימוש ביישומי מתח גבוה;

2. SIBs בדרך כלל בעלי מוליכות גבוהה, וכתוצאה מכך יעילות טעינה ופריקה נמוכה;

3. ההתנגדות הפנימית גבוהה, ותהליכי הטעינה והפריקה יגרמו להפסדים גדולים;

4. חומר האלקטרודה אינו יציב וקשה לתחזוקה לאורך זמן;

5. לסוללות יש לפעמים שיעור כשל גבוה יותר בטמפרטורות גבוהות ובתנאים קשים;

6. הקיבולת המופחתת של SIBs תגרום להפסדים גדולים יותר במהלך המחזור;

7. לא כל המוצרים האלקטרוניים יכולים להשתמש בסוללות נתרן-יון. לדוגמה, התקנים מסוימים צריכים לשמור על מתח כניסה מסוים לפני שהם יכולים לעבוד כראוי.