Недавно CATL анонсировала натрий-ионный аккумулятор. Также, производитель батарей работает над гибридной батареей, которая сочетает в себе литий-ионные и натрий-ионные элементы в одном аккумуляторном блоке. Натрий-ионный аккумулятор работает по тому же принципу, что и обычный литий-ионный элемент. В электролите вместо ионов лития от катода к аноду (или наоборот) перемещаются ионы натрия.
Как и литий, натрий является одним из щелочных металлов, но находится на одну строку ниже в периодической таблице элементов. Ионы натрия значительно крупнее ионов лития, что может привести к проблемам с графитовыми анодами, используемыми в литий-ионных батареях.
Потому что там катионы между углеродными слоями встроены в структуру графита, подобно тому, как книги расставляются на полке. Если книги (ионы) слишком велики, они уже не помещаются на полке. Или полка становится такой большой, что уже не помещается в комнате — страдает плотность энергии.
По данным CATL, более низкая плотность энергии натрий-ионных батарей в последние годы снизила интерес к этой технологии. Но он может вернуться, поскольку этот химический состав батареи имеет свой уникальный набор преимуществ.
CATL использует для катода берлинскую белизну, вариант широко известного красителя берлинской лазури. Химически представляет собой гексацианоферрат железа с формулой Fe4[Fe(CN)6]3). В берлинской белой некоторые ионы железа заменены натрием: NaxFey[Fe(CN)6]z. Как и в обычных литий-ионных батареях, анод сделан из углерода, но не из графита, а из пористого материала.
Первое поколение натрий-ионного элемента от CATL уже должно иметь достойную плотность энергии, быстро заряжаться и предлагать почти такую же емкость даже при низких температурах, как и при комнатной температуре:
- Энергоемкость: до 160 Втч/кг (цель для второго поколения: 200 Втч/кг)
- Зарядка: до 80% SOC за 15 минут при комнатной температуре
- Низкие температуры: при -20 градусах сохраняется более 90% емкости хранения
Согласно CATL, натрий-ионная батарея превосходит литий-железо-фосфатные (LFP) батареи при низких температурах, быстрой зарядке и сроке службы, но плотность энергии в настоящее время еще ниже. Таким образом, CATL может специально предусмотреть использование в холодном климате:
Первое поколение натрий-ионных аккумуляторов может использоваться в различных сценариях электрификации транспорта, особенно в регионах с экстремально низкими температурами, где становятся очевидными их выдающиеся преимущества
Еще одним важным преимуществом является то, что натрий-ионная батарея может быть изготовлена на тех же производственных мощностях, что и литий-ионные элементы. Сообщается, что CATL уже приступила к промышленному производству новых элементов и планирует начать серийное производство в 2023 году.
Поделитесь своим мнением в комментариях