Графен, натрій-іон і твердотільний-батарея проти літієвої батареї

Протягом останніх двох років графенові батареї, натрій-іонні батареї та твердотільні-батареї-батареї часто з’являлися в популярних темах із різноманітною рекламою «передових-технологій», яка приголомшила громадськість. Багато людей помилково вважають, що це зовсім нові типи акумуляторів, навіть думаючи, що вони можуть «здійснити революцію в існуючих технологіях». Насправді ці батареї не з'явилися на порожньому місці; деякі є вдосконаленням існуючих технологій акумуляторів, тоді як інші є оновленнями або заміною літієвих батарей. Сьогодні ми розкриємо їх справжню природу та перестанемо вводити в оману ці концепції.

Не нова батарея, а просто «покращення продуктивності» для свинцево-кислотних/літієвих батарей. Багато людей чують «графеновий акумулятор» і думають, що це абсолютно нова, передова-технологія акумуляторів. Це помилкова думка: графенові батареї не є самостійним типом батареї, а радше технологією вдосконалення батареї.

Наразі більшість рекламованих на ринку графенових акумуляторів — це звичайні свинцево-кислотні або літієві акумулятори з невеликою кількістю графену або його похідних, доданих як провідний агент до матеріалів електродів. Використовуючи чудову електро- та теплопровідність графену, він може покращити швидкість заряджання батареї, продуктивність, високу-можливість заряджання/розряджання та термін служби. Простіше кажучи, це робить звичайні батареї «більш придатними для заряджання, більш довговічними та менш схильними до перегріву».

Проте справжні батареї на основі графену-наразі перебувають на стадії лабораторних досліджень і розробок і ще далекі від комерційної реалізації. Більшість пов’язаних маркетингових заяв є перебільшеними; це, по суті, оновлені версії свинцево-кислотних або літій-іонних акумуляторів.

Застосовні сценарії:В основному використовується в дво-електричних транспортних засобах і низькошвидкісних приміських транспортних засобах. Порівняно зі звичайними свинцево-кислотними акумуляторами швидкість заряджання можна збільшити в 2-3 рази, термін служби збільшується з 300 циклів до 600-800 циклів, а також покращується-температурна продуктивність. Крім того, ціна звичайних свинцево-кислотних і літій-іонних акумуляторів забезпечує чудову економічну ефективність. Однак у сфері транспортних засобів з новою енергією стеля щільності енергії графенових акумуляторів занадто низька, щоб задовольнити вимоги водіння на далекі відстані, тому вони рідко застосовуються автовиробниками.

Принцип роботи в основному такий же, як у літієвих батарей; обидва забезпечують заряд і розряд через рух іонів між позитивним і негативним електродами. Основна відмінність полягає в тому, що «літій» у літієвих батареях замінено на «натрій».

Матеріал його позитивного електрода – це натрій-містяча сполука, матеріал негативного електрода – переважно твердий вуглець, а електроліт – сіль натрію. Сировина повністю відрізняється від літієвих батарей, але логіка роботи дуже схожа. Через це натрій-іонні батареї ідеально успадковують переваги літієвих батарей, а також компенсують багато їхніх недоліків. Їх основні переваги особливо помітні:

Надзвичайно низька вартість:Натрій є шостим за поширеністю елементом у земній корі, легкодоступним у морській воді та солоних озерах. Він у великій кількості та рівномірно розподілений, а його ціна набагато нижча, ніж літій, що істотно знижує витрати на акумулятори.

Краща безпека:Він має більш високу термічну стабільність і менш схильний до термічного розтікання. У тестах на безпеку, таких як перезаряд, коротке замикання та проникнення цвяхів, він працює краще, ніж літієві батареї.

Надзвичайна ефективність-за низьких температур:Це найвидатніша перевага натрієвих{0}}іонних батарей. У надзвичайно холодних умовах, таких як -20 градусів або навіть -40 градусів, він все ще може підтримувати понад 90% своєї ємності, тоді як літієві батареї зазвичай зберігають менше 70% своєї ємності при -20 градусах, ідеально вирішуючи проблему «вдвічі скороченого терміну служби батареї» в північні зими. Больові точки;

Хороша швидкість роботи:Швидка швидкість заряджання та розряджання, адаптована до потреб швидкого заряджання та менших вимог до зарядного обладнання.

ACEY-BCT520-256HТестер заряду і розрядки акумуляторапризначений для тестування продуктивності зарядки та розрядки циліндричних літієвих елементів. Він точно вимірює такі параметри, як ємність, напруга, струм, і підтримує програмовані цикли заряду-розряду для оцінки продуктивності та контролю якості.

Поточний стан: 2026 рік є ключовим роком для прискореної широкомасштабної-комерціалізації натрій-іонних батарей. Вони вже застосовані в легких комерційних транспортних засобах, пасажирських транспортних засобах і накопичувачах енергії: CATL запустила серійні-натрієві-іонні батареї для легких комерційних транспортних засобів, а перший у світі масовий-натрій-іонний легковий автомобіль від Changan Automobile також запланований на випуск цього року. У сфері накопичення енергії натрієві батареї також використовуються на високих-станціях зберігання енергії при низькій{10}}температурі, джерелах аварійного живлення вугільних шахт тощо. У майбутньому натрій-іонні батареї та літієві батареї утворять «натрієво-літієву дуополію», кожна з яких задовольнятиме потреби різних сегментів ринку: літієві батареї зосереджуватимуться на високо-продуктивності та довгому-діапазоні, тоді як натрій-іонні батареї зосереджуватимуться на низькій вартості та-температурі.

«Остання мрія» акумуляторних технологій, вершина безпеки та продуктивності.

Твердотільні-батареї являють собою поточну «стелю» акумуляторних технологій, яку часто називають «останньою мрією». Вони не відходять від системи літій-іонних акумуляторів, а радше являють собою революційне оновлення існуючих рідких літій-іонних акумуляторів. Основна зміна полягає в заміні горючого рідкого електроліту в літій-іонних батареях на незаймистий твердий електроліт.

Твердотільні-батареї можуть використовувати ту саму або оновлену літій-іонну технологію для матеріалів позитивного та негативного електродів. Поки іони літію все ще рухаються між електродами, канал провідності змінюється з рідкого на твердий. Ця трансформація дозволяє твердотільним-батареям досягти «подвійного стрибка» в продуктивності та безпеці з основними перевагами, які є практично ідеальними:

Надзвичайна безпека:Твердоті-електроліти не-займисті та -захищені від витоків, що принципово усуває небезпеку пожежі та вибуху в літій-іонних батареях. Вони проходять випробування на проникнення цвяхів на 100%, усуваючи як хвилювання щодо діапазону, так і безпеки.

Величезний потенціал щільності енергії:Твердотільні-батареї можуть безпосередньо використовувати металевий літій як негативний електрод замість графітового негативного електрода, який використовується в літій-іонних акумуляторах. Металевий літій є найкращим матеріалом негативного електрода, який збільшує щільність енергії батареї на порядок. Лабораторні продукти вже досягли щільності енергії, що перевищує 600 Вт-год/кг, що легко дозволяє майбутнім електромобілям легко перевищувати 1000 км або навіть 1500 км запасу ходу.

Більш тривалий термін служби:Твердотільна-система ефективно пригнічує ріст літієвих дендритів, які є головними винуватцями коротких замикань і погіршення терміну служби батареї, спричинених пробиттям розділювача. Термін служби твердотільних- акумуляторів може легко досягти понад 2000 циклів. Твердотільні-батареї можуть працювати за низьких температур від -40 градусів до 800 градусів, не потребуючи складної системи керування температурою та заощаджуючи місце на акумуляторній батареї.

У майбутньому твердотільні-батареї вперше будуть застосовані в розкішних електромобілях, аерокосмічній техніці та споживчій-електроніці високого класу, де надзвичайні вимоги до запасу ходу та безпеки є найважливішими. Широкомасштабна-комерціалізація очікується приблизно в 2030 році, поступово оновлюючи й замінюючи рідкі літієві батареї, починаючи з високого-ринку.

У процесі виробництва нових енергетичних батарей, що переходять із лабораторії до індустріалізації та широкомасштабного-застосування,Acey Intelligent Equipmentпостійно відіграє роль "повного-партнера процесу". Як нова енергетична технологічна компанія з високо-обладнанням у своїй основі, ми надаємо повний життєвий-цикл підтримки, від експериментальних розробок до масового виробництва, до акумуляторних компаній, університетів, дослідницьких інститутів та інноваційних енергетичних організацій по всьому світу.

Ми не лише досягаємо успіхів у дослідженні та розробці та виробництві точного лабораторного обладнання та пілотних-платформ перевірки, але також маємо можливості для-планування великомасштабного виробництва, інтеграції обладнання, встановлення, введення в експлуатацію та-практичного навчання. Це дійсно забезпечує плавний перехід від «зразка матеріалу» до «розумного заводу», гарантуючи, що кожна інноваційна ідея може бути ефективно реалізована.

Зв'язатися зараз