Princípy výroby sodíkovo-iónových batérií a výhody a nevýhody

Princíp výroby sodíkovo-iónových batérií

Sodno-iónové batérie (skrátene SIB) sú nabíjateľné batérie na ukladanie energie, ktoré majú výhody vysokej kapacity, nízkej hmotnosti, nízkej tvorby tepla, nízkeho samovybíjania a nízkej ceny. Vyvinuté zariadenie SIB môže nahradiť tradičné grafénové lítiové batérie a bude energicky podporovať využitie energie pri recyklácii ľudí.

Vo všeobecnosti je pracovný princíp SIB nasledovný: počas nabíjania/vybíjania sa koncentrácia Na+ na elektródach SIB zvyšuje/znižuje a pri zaťažení a zmenách ich elektród oxidácia/redukcia náboja v konečnom dôsledku generuje vodíkové väzby. . Tieto reakcie sú ukončené dvoma protiľahlými nádobami elektrochemického článku. Jedna protiľahlá nádoba obsahuje Na+ elektrolyt a druhá protiľahlá nádobka obsahuje elektródovú kvapalinu.

Na splnenie súčasných požiadaviek na vysokú kapacitu a objem elektronických produktov majú výskumníci tendenciu používať zakrivené elektródy na zníženie veľkosti batérie SIB. V porovnaní s inými typmi lítium-iónových batérií môžu zakrivené elektródy prenášať Na+ medzi dvoma nádobami efektívnejšie. SIB môžu byť tiež vylepšené na nano-kopolymérne elektródy, čo zaisťuje vysokú kapacitu a konštantný kapacitný výkon batérie počas presných procesov.

20 pre a proti

výhoda:

1. Sodno-iónové batérie majú vyššiu kapacitu a dokážu uložiť viac energie, vďaka čomu sú vhodnejšie pre veľkokapacitné aplikácie;

2. SIB sú menšie a majú nižšiu hmotnosť, čo môže ušetriť miesto a hmotnosť;

3. má dobrú tepelnú odolnosť a vysokú teplotnú stabilitu;

4. Malá miera samovybíjania, odolnejšie skladovanie energie;

5. SIB majú lepšiu bezpečnosť ako iné batérie a je menej pravdepodobné, že sa vznietia pri polarizácii kvapaliny;

6. Má dobrú recyklačnú schopnosť a dá sa mnohokrát opakovane použiť;

7. SIB majú nízke náklady a šetria materiálové náklady vo výrobe.

nedostatok:

1. SIB majú za normálnych podmienok nízke napätie a nie sú vhodné na použitie vo vysokonapäťových aplikáciách;

2. SIB majú zvyčajne vysokú vodivosť, čo vedie k nízkej účinnosti nabíjania a vybíjania;

3. Vnútorný odpor je vysoký a procesy nabíjania a vybíjania spôsobia veľké straty;

4. Materiál elektródy je nestabilný a ťažko sa udržiava po dlhú dobu;

5. Batérie majú niekedy vyššiu poruchovosť pri vysokých teplotách a drsných podmienkach;

6. Znížená kapacita SIB spôsobí väčšie straty počas obehu;

7. Nie všetky elektronické produkty môžu používať sodíkovo-iónové batérie. Niektoré zariadenia napríklad potrebujú udržiavať určité vstupné napätie, aby mohli správne fungovať.