Razumijevanje različitih vrsta natrijum-jonskih baterija: Sveobuhvatan vodič

U skladu s člankom 21. stavkom 1. stavkom 2. S obilnim sirovinama, manjim utjecajem na okoliš i obećavajućim mjerama performansi, na-jonske baterije stječu privlačnost u električnim vozilima (EV), skladištenju energije na mrežnom nivou i potrošačkoj elektronici. Međutim, ne stvaraju se sve natrijeve baterije jednake. Razumijevanje različitih vrsta klasificiranih prvenstveno po njihovoj kemiji katode i anode neophodno je za inženjere, investitore i zainteresirane strane u industriji koje žele iskoristiti njihov puni potencijal. U ovom članku istražujemo glavne klasifikacije natrijum-jonskih baterija, ističući njihove jedinstvene karakteristike, prednosti i primjene.

1. za Složeni katodi metalnog oksida prijelaznog metala (NaxMO2)

Jedan od najčešće proučavanog katodnog materijala za natrijeve baterije je slojevito prijelazno metaloksidno obiteljsko tijelo, obično predstavljeno kao NaxMO2 (gdje je M = Mn, Fe, Ni, Co ili njihova kombinacija). Ti materijali imaju strukturalne sličnosti s katodama koje se koriste u litijum-jonskim baterijama, ali su optimizirani za veći ionski polumjer Na + iona.

- O3-tip: Ova struktura sadrži ione natrija koji zauzimaju oktaedrska mjesta u ABCABC redoslijedu za nakupljanje kisika. Katode tipa O3 često pružaju visoke specifične kapacitete (do 160 mAh/g), ali mogu imati problema s faznim prijelazima tijekom ciklusa, što može utjecati na dugoročnu stabilnost.

- P2 tip: Nasuprot tome, katode tipa P2 koriste ABBA staklo kisika s prizmatskim natrijskim mjestima. Uopće se smatra da su one bolje u brzini i strukturnoj stabilnosti, posebno kada se koriste sastavi bogatih manganom. Nedavni napredak poboljšao je njihov životni ciklus, što ih čini pogodnima za stacionarne aplikacije skladištenja.

Ploštani oksidi su omiljeni zbog svoje visoke gustoće energije i relativno zrelog procesa sinteze, iako ostaju izazovi u ublažavanju rastvaranja prelaznog metala i optimizaciji napetostne histereze.

2. - Što? Polyanionske spojeve

Poljanionske katode, kao što su fosfati (npr. Na3V2 ((PO4) 3), fluorfosfati (npr. NaVPO4F) i sulfati, koriste snažne kovalentne veze unutar svojih okvira kako bi postigli odličnu toplinsku i elektrohemijsku stabilnost.

- NASICON- tip (npr. Na3V2 ((PO4) 3)): Poznat po svojim 3D putovima difuzije iona, NASICON nudi visoku ionsku provodljivost i izvanredan životni vijek ciklusa, često veći od 10.000 ciklusa. Iako njegova radna napetost (~ 3,4 V u odnosu na Na + / Na) i umjeren kapacitet (~ 117 mAh / g) ograničavaju gustoću energije, njegova sigurnost i dugotrajnost čine ga idealnim za skladištenje mreže i rezervne sustave napajanja.

- Fluorofosfati: Materijali poput NaVPO4F-a kombinuju visoku napetost (~ 4,0 V) s dobrim kapacitetom (~ 140 mAh/g), čime se prekida jaz između gustoće energije i stabilnosti. Međutim, spojevi na bazi vanadija izazivaju zabrinutost zbog troškova i toksičnosti, što je potaknulo istraživanje alternativa na bazi željeza ili titana.

Poljanionske katode izvrsno se koriste u sigurnosno kritičnim primjenama zbog svojih robusnih kristalnih struktura i minimalnog oslobađanja kisika u uvjetima zlouporabe.

3. Slijedi sljedeće: Proizvodnja i proizvodnja proizvoda iz kategorije "Prussian Blue Analogs"

Pruski plavi analogi, s općom formulom AxM[Fe(CN) [6]y·zH2O (A = Na+; M = Fe, Mn, Ni, itd.), imaju otvorenu strukturu koja olakšava brzu ubacivanje / ekstrakciju natrij-jona.

- PBA-i nude ultrabrze mogućnosti punjenja i pristojan teoretski kapacitet (do 170 mAh/g).

- Njihova jednostavna vodena sinteza omogućuje jeftinu, skalabilnu proizvodnju.

- Međutim, vodeni i mrežni praznine u strukturi mogu ugroziti stabilnost ciklusa i Coulombic učinkovitost.

U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera

Anodne klasifikacije

Dok kemija katode određuje veći dio performansi baterije, izbor anode jednako je kritičan:

-Tvrdi ugljik: Anodni materijal koji dominira u komercijalnim Na-ion baterijama, čvrsti ugljik, pruža nerednu strukturu s nanopori koji smještaju Na+ ione. U skladu s člankom 3. stavkom 1. Istraživanje se fokusira na optimizaciju prekursorskih materijala (npr. biomase, pitche) kako bi se poboljšala početna koulombska učinkovitost i smanjili troškovi.

- Anodi na bazi legura (npr. Sb, Sn, P): U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog standarda, u slučaju da se ne primjenjuje, to se može smatrati da je primjenjuje se na sve druge uređaje. Za ublažavanje ovog problema istražuju se nanostrukture i kompozitni dizajn.

- Interkalacijske spojeve (npr. TiO2, Na2Ti3O7): Iako su manji u kapacitetu, ovi materijali pružaju izuzetno životni vijek i sigurnost, što ih čini pogodnim za nišne primjene gdje dugovječnost nadmašuje gustoću energije.

Zaključak: Uskladiti kemiju s primjenom

U skladu s člankom 1. stavkom 2. stavkom 2. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju materijala koji se upotrebljavaju u proizvodnji materijala za proizvodnju električne energije u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, za proizvodnju električne energije u skladu s člankom 3. točkom (a) ovog članka, primjen Na primjer, O3/P2 slojevi oksida visoke gustoće energije izdvajaju se svojom superiornom učinkovitostju punjenja i pražnjenja i iznimnim kapacitetima zadržavanja energije. U skladu s člankom 1. stavkom 2. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Europska komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje odgovarajućih mjera za utvrđivanje odgovarajućih mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera U međuvremenu, strukturno stabilne polianionske spojeve imaju impresivan životni vijek i izvanrednu toplinsku sigurnost, što ih je pozicioniralo kao dominantni izbor za velike stalne sustave skladištenja energijeuključujući rezervne objekte na razini mreže i projekte integracije obnovljivih izvora energije koji zahtijevaju dos S druge strane, analogni PBA-i (Prussian blue analogs) izvrsno se ponašaju u scenarijima brzog punjenja zahvaljujući svojoj kinetici brze ionske diffuzije, prilagođivanju scenarijima u kojima je brzo nadopunjavanje energije glavni prioritet. Kako se globalni napori u području istraživanja i razvoja ubrzavaju i dospijevaju lanci opskrbe ključnim sirovinama, strateški odabir prave kemije baterija, precizno usklađen s specifičnim zahtjevima primjene, postaće ključni čimbenik za otključavanje pune komercijalne održivosti tehnologije natrijum-jons Za inovatorke tehnologije i za one koji su u industriji ušli u to, temeljno razumijevanje klasifikacija materijala daleko je od samo akademske vježbe; služi kao temeljni kamen temeljac za razvoj sljedeće generacije isplativih, ekološki prihvatljivih i održivih rješenja za skladištenje energije.