Նախապատմություն

Լիթիում-իոնային մարտկոցները լայնորեն օգտագործվում են որպես վերալիցքավորվող մարտկոցներ սկսած 1990-ականներից՝ շնորհիվ իրենց բարձր շրջելի հզորության և ցիկլի կայունության: Լիթիումի գնի զգալի աճով և լիթիումի և լիթիում-իոնային մարտկոցների այլ հիմնական բաղադրիչների աճող պահանջարկով, լիթիումի մարտկոցների համար հումքի աճող պակասը մեզ ստիպում է ուսումնասիրել նոր և ավելի էժան էլեկտրաքիմիական համակարգեր՝ հիմնված առկա առատ տարրերի վրա: . Ավելի ցածր գնով նատրիումի իոնային մարտկոցները լավագույն տարբերակն են: Նատրիումի իոնային մարտկոցը գրեթե հայտնաբերվել է լիթիում-իոնային մարտկոցի հետ միասին, սակայն նրա մեծ իոնային շառավիղի և ցածր հզորության պատճառով մարդիկ ավելի շատ հակված են ուսումնասիրելու լիթիումի էլեկտրականությունը, և նատրիումիոն մարտկոցի վերաբերյալ հետազոտությունը գրեթե կանգ է առել: Վերջին տարիներին էլեկտրական մեքենաների և էներգիայի պահպանման արդյունաբերության արագ աճի հետ մեկտեղ նատրիում-իոնային մարտկոցը, որը առաջարկվել է միաժամանակ լիթիում-իոնային մարտկոցի հետ, կրկին գրավել է մարդկանց:'ուշադրությունը։

Լիթիումը, նատրիումը և կալիումը բոլորը ալկալիական մետաղներ են տարրերի պարբերական աղյուսակում: Նրանք ունեն նմանատիպ ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ և տեսականորեն կարող են օգտագործվել որպես մարտկոցների երկրորդական նյութեր: Նատրիումի պաշարները շատ հարուստ են, լայնորեն տարածված են Երկրի ընդերքում և հեշտ է արդյունահանվել: Որպես լիթիումի փոխարինող, նատրիումին ավելի ու ավելի մեծ ուշադրություն է դարձվում մարտկոցների ոլորտում: Մարտկոցըարտադրողsկռվելգործարկել նատրիում-իոնային մարտկոցի տեխնոլոգիական երթուղին։Ուղղորդող կարծիքներ նոր էներգիայի պահեստավորման զարգացման արագացման վերաբերյալ, Գիտական ​​և տեխնոլոգիական նորարարության պլանը էներգետիկայի ոլորտում 14-րդ հնգամյա ժամանակահատվածում., և14-րդ հնգամյա ժամանակահատվածում նոր էներգիայի պահեստավորման զարգացման իրականացման ծրագիր.Ազգային զարգացման և բարեփոխումների հանձնաժողովի և Էներգետիկայի ազգային վարչակազմի կողմից թողարկվել է էներգիայի պահպանման բարձր արդյունավետության տեխնոլոգիաների նոր սերունդ, ինչպիսիք են նատրիում-իոնային մարտկոցները: Արդյունաբերության և տեղեկատվական տեխնոլոգիաների նախարարությունը (MIIT) նաև խթանել է նոր մարտկոցները, ինչպիսիք են նատրիում-իոնային մարտկոցները, որպես բալաստ նոր էներգետիկ արդյունաբերության զարգացման համար: Նատրիում-իոնային մարտկոցների արդյունաբերական ստանդարտները նույնպես մշակվում են: Ակնկալվում է, որ քանի որ արդյունաբերությունը մեծացնում է ներդրումները, տեխնոլոգիան դառնում է հասուն և աստիճանաբար բարելավվում է արդյունաբերական շղթան, ակնկալվում է, որ նատրիում-իոնային մարտկոցը բարձր արժեքով կզբաղեցնի լիթիում-իոն մարտկոցների շուկայի մի մասը:

Նատրիում-իոնային մարտկոց՝ ընդդեմ լիթիում-իոնային մարտկոցի

• Նատրիում-իոնային մարտկոցի ածխածնային բացասական էլեկտրոդն ունի ավելի ցածր արժեք և ավելի մեծ մոդիֆիկացիոն տարածք, քան գրաֆիտինը:
• Ալյումինե փայլաթիթեղը կարող է օգտագործվել որպես հոսանքի կոլեկցիոներ նատրիում-իոնային մարտկոցների դրական և բացասական էլեկտրոդների համար: Լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն ցածր բացասական ներուժ և պետք է օգտագործեն պղնձե փայլաթիթեղ, որը կոռոզիայից չի ենթարկվում: Նատրիում-իոնային մարտկոցները, ընդհակառակը, ունեն բարձր բացասական ներուժ, ուստի դրանք չեն համաձուլվում նատրիումի հետ: Ալյումինե փայլաթիթեղը քաշով և արժեքով ավելի ցածր է, քան պղնձե փայլաթիթեղը:
• Էլեկտրոլիտում Na-ի լուծելիությունը⁺ մոտ 30%-ով ցածր է Li-ից⁺. Տարրալուծման արագությունը բարձր է, իսկ էլեկտրոդ-էլեկտրոլիտ միջերեսում լիցքի փոխանցման դիմադրությունը փոքր է, ինչը ապահովում է էլեկտրոդների ավելի լավ դինամիկա: Հետևաբար, նատրիումի իոնային լիցքավորման արագությունը բարձր է բարձր և ցածր ջերմաստիճանում, իսկ ցածր ջերմաստիճանի կատարումը գերազանց է, և այն կարող է արագ լիցքավորվել:
• Նատրիում-իոնային մարտկոցներն ունեն դրական էլեկտրոդների նյութերի ավելի լայն ընտրություն: Պարբերական աղյուսակի առաջին շարքի գրեթե բոլոր անցումային մետաղական տարրերը կարող են օգտագործվել նատրիում-իոնային մարտկոցներում: Դա պայմանավորված է Na-ի չափերի մեծ տարբերությամբ⁺ (շառավղով 0,102 նմ) և անցումային մետաղների իոններ (0,05-0,07 նմ շառավիղ), որը նպաստում է դրանց տարանջատմանը։
• Նատրիում-իոնային մարտկոցի ներքին դիմադրությունը ավելի բարձր է, քան լիթիում-իոնային մարտկոցը: Կարճ միացման դեպքում ակնթարթային ջերմությունն ավելի քիչ է, ջերմաստիճանի բարձրացումն ավելի դանդաղ է, և ջերմային արտահոսքի ջերմաստիճանը ավելի բարձր է, քան լիթիումի մարտկոցը, հետևաբար նատրիումիոնային մարտկոցն ավելի անվտանգ է:
• Նատրիում-իոնի մեծ շառավիղը կարող է հանգեցնել նյութի խզման, երբ այն հեռացվում է էլեկտրոդի նյութից, այդպիսով ազդելով մարտկոցի ընդհանուր կինետիկ աշխատանքի և էլեկտրոդի ամբողջականության վրա:
• Նատրիումը ունի շատ ավելի բարձր ստանդարտ էլեկտրոդի ներուժ (0,33 Վ ավելի բարձր, քան լիթիումը), ինչը հանգեցնում է էներգիայի ավելի ցածր խտության և դժվարացնում է էներգետիկ ոլորտում լիթիում-իոնային մարտկոցների հետ մրցելը:

Հետազոտության վերջին առաջընթացը

Վերջին տարիներին նատրիում-իոնային մարտկոցների վերաբերյալ հետազոտությունը ներառում է նատրիում-իոնային մարտկոցների առաջադեմ կոբալտից ազատ կաթոդ նյութ, էժան պոլիանիոնային սուլֆատ՝ նատրիում-իոնային մարտկոցների դրական էլեկտրոդի համար, նանո-pb միացություններ, որոնք օգտագործվում են նատրիումի դրական էլեկտրոդում: -իոնային մարտկոցներ, նատրիում-իոնային մարտկոցների օրգանական անոդ նյութերի վերաբերյալ հիմնական հետազոտություններ պոտենցիալ առևտրային կիրառման համար, անագի վրա հիմնված մետաղական օքսիդներ և սուլֆիդներ, որոնք օգտագործվում են որպես նատրիումիոնային մարտկոցների անոդ նյութեր, նատրիում-իոնային մարտկոցներում առաջադեմ ածխածնային նյութերի նանոինժեներություն և կիրառություն նատրիում-իոնային մարտկոցների ուսումնասիրության առաջադեմ in situ բնութագրում: Ընդհանուր առմամբ, այն դեռևս հետազոտական ​​թեժ կետ է բարձր արդյունավետությամբ դրական և բացասական էլեկտրոդային նյութեր ձեռք բերելու համար՝ մոդիֆիկացիոն միջոցների օպտիմալացման, պատրաստման մեթոդների կատարելագործման և նատրիումի պահպանման մեխանիզմի ուսումնասիրման համար՝ նատրիում-իոնային մարտկոցների ընդհանուր մրցունակությունը բարելավելու համար: