Натрий-ионные батареи могут стать дешевой альтернативой аккумуляторам Tesla
Ученые проверили коммерческую натрий-ионную батарею китайской компании Hina и нашли в ней сходство с современными литий-ионными батареями Tesla. Технология пока уступает по плотности энергии, но может подойти для сетевых накопителей, городского транспорта и машин с небольшим запасом хода.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 29 мая. /Новости науки/. Натрий-ионные батареи могут стать более дешевой альтернативой литий-ионным аккумуляторам для части электромобилей и систем хранения энергии, говорится в статье в журнале Cell Reports Physical Science.
Ученые изучили 120 натрий-ионных ячеек без разрушения корпуса с помощью импедансной спектроскопии. Этот метод показывает, насколько одинаково ведут себя батареи при прохождении электрического сигнала.
Затем авторы проверили мощность и энергоотдачу отдельных ячеек при разных токах и температурах от минус 20 до плюс 45 градусов Цельсия. Также они использовали рентген, чтобы увидеть внутреннее строение батареи, а затем разобрали часть ячеек и измерили размеры, состав и микроструктуру электродов.
Команда выяснила, что батарея Hina использует конструкцию без токосъемных язычков и двойной алюминиевый токосъемник. Такое решение снижает сопротивление и помогает равномерно распределять тепло. По словам ученых, этот подход похож на тот, который применяют в современных аккумуляторах Tesla.
Главное преимущество натрий-ионных батарей - сырье. Натрий намного более распространен и доступен, чем литий. Поэтому такие аккумуляторы могут снизить стоимость материалов и уменьшить риски для цепочек поставок.
Сочетание высокой однородности, хорошей мощности и устойчивой работы при низких температурах делает эти элементы интересными для стационарных накопителей, сетевых сервисов, коммерческого транспорта и электромобилей с небольшим запасом хода. В таких областях цена и доступность сырья часто важнее максимальной дальности поездки.
Но у технологии остаются слабые места. Коммерческие натрий-ионные ячейки пока обычно имеют меньшую плотность энергии, чем лучшие литий-ионные батареи. Это значит, что при той же массе они запасают меньше энергии. Кроме того, батареи Hina хуже заряжаются при низких температурах.
Авторы планируют дальше изучать, как безопасно и эффективно заряжать такие батареи при температуре ниже нуля. По их мнению, особенно перспективны улучшение анодов из твердого углерода и подбор новых составов электролита.
Ученые изучили 120 натрий-ионных ячеек без разрушения корпуса с помощью импедансной спектроскопии. Этот метод показывает, насколько одинаково ведут себя батареи при прохождении электрического сигнала.
Затем авторы проверили мощность и энергоотдачу отдельных ячеек при разных токах и температурах от минус 20 до плюс 45 градусов Цельсия. Также они использовали рентген, чтобы увидеть внутреннее строение батареи, а затем разобрали часть ячеек и измерили размеры, состав и микроструктуру электродов.
Команда выяснила, что батарея Hina использует конструкцию без токосъемных язычков и двойной алюминиевый токосъемник. Такое решение снижает сопротивление и помогает равномерно распределять тепло. По словам ученых, этот подход похож на тот, который применяют в современных аккумуляторах Tesla.
Главное преимущество натрий-ионных батарей - сырье. Натрий намного более распространен и доступен, чем литий. Поэтому такие аккумуляторы могут снизить стоимость материалов и уменьшить риски для цепочек поставок.
Сочетание высокой однородности, хорошей мощности и устойчивой работы при низких температурах делает эти элементы интересными для стационарных накопителей, сетевых сервисов, коммерческого транспорта и электромобилей с небольшим запасом хода. В таких областях цена и доступность сырья часто важнее максимальной дальности поездки.
Но у технологии остаются слабые места. Коммерческие натрий-ионные ячейки пока обычно имеют меньшую плотность энергии, чем лучшие литий-ионные батареи. Это значит, что при той же массе они запасают меньше энергии. Кроме того, батареи Hina хуже заряжаются при низких температурах.
Авторы планируют дальше изучать, как безопасно и эффективно заряжать такие батареи при температуре ниже нуля. По их мнению, особенно перспективны улучшение анодов из твердого углерода и подбор новых составов электролита.
