Naatriumsoolapatareide uue energia võidusõidu analüüs

Naatriumsoola aku tehnoloogia allika tutvustus

Aastatel 1967–1982 uuris Briti Raudtee naatriumnikkelpatareisid ja 1982. aastal asutati Ühendkuningriigis Beetainstituut, et viia läbi selle akuuuringute masstootmist;

1987-1997, elektrisõiduautode uuringus läbi viidud, viis aastat sada tuhat kilomeetrit elukatset, siis polnud suurt probleemi;

1999. aastal omandas MES-DEA Beta Research Institute tehnoloogia ja alustas masstootmist.

2001. aastal viis GE Ameerika Ühendriikides läbi energiasalvestustehnoloogia hindamise. Pärast pikka uurimistööd leiti, et naatriumnikkelaku on suurepärane energiat salvestav aku. 2007. aastal omandas GE Ühendkuningriigis Beta Research Institute'i ja 2012. aastal lõpetas GE tehase ehituse.

2017. aastal asutas Chilwee 2019. aasta aprillis ettevõtte Zhejiang AMPower Co., Ltd., mis käivitas Hiinas esimese masstootmisettevõtte.

2023. aasta uue aasta alguses jätkas AMPower suure tellimuse tegemist, mille käigus müüdi üle 290 akurühma, mis on hea algus!

Naatriumsoola aku protsessitee

Seda tüüpi akut nimetatakse ka täistahkeks naatriumakuks. Akusüsteemis on negatiivne elektrood naatriummetall ja positiivne elektrood nikkelkloriid. Esimene elektrolüüt on beeta-alumiiniumoksiid ja teine ​​on anorgaaniline sool, naatriumtetrakloroaluminaat. Töötemperatuur on umbes 250 kuni 350 kraadi. Naatriumiioonid rändavad edasi-tagasi läbi tahke elektrolüüdi membraani, et realiseerida aku võimendus ja kaotus ning lõpuks teostada laadimine ja tühjenemine. See on aku mehhanism. Tööaja reaktsioon on järgmine:

Kui aku on laetud, liiguvad elektronid positiivsest negatiivsesse. Soolas olevad naatriumiioonid (naatriumkloriid) migreeruvad läbi tahke keraamilise elektroodi paagi negatiivse klemmi suunas. Ülejäänud kloriidiioonid kleepuvad nikli külge ja moodustavad katoodikeskkonnas nikkelkloriidi. Naatrium moodustab keraamilise toru välisküljele sulaanoodikihi, mis puutub kokku teraspaagiga ja aku on täielikult laetud. Tühjenemise käigus pöörduvad elektronid tagasi ja sula naatrium oksüdeerub Na+ ioonideks, mis suunatakse tagasi läbi tahkete keraamiliste torude, moodustades naatriumkloriidi. Nikkelkloriid redutseeritakse nikkelmetalliks. Aku elektrokeemiline reaktsioon on järgmine:

Tehnilise marsruudi võib laias laastus liigitada järgmiselt:

Naatrium-nikli aku katoodmaterjal on tahked naatriumkloriidi ja nikli osakesed, membraan on keraamiline toru ja elektrolüüt on naatriumtetrakloroaluminaat, mis kõik on väga levinud, seega on hind väga madal.

Teiseks, keemiliste reaktsioonide puudumisel ei toodeta monomeernaatriumi; Aku sees ei ole happeid ega muid orgaanilisi lahusteid, seega on naatriumnikkelaku mittetoksiline ega kahjusta keskkonda.

Üldiselt on suhteliselt ohutu aku energiatihedus suhteliselt madal, naatriumnikli aku mahu energiatihedus võib ulatuda 400 Wh / l, kolmekomponentse liitiumi lähedal; Kaalu energiatihedus võib ulatuda 160 Wh/kg ja kaalu energiatihedus pärast rühma võib ulatuda 110-120 Wh/kg, mis on sarnane liitiumraudfosfaadi materjali tasemega. Naatrium-nikkelaku on hea alternatiiv praegu suuremahulistes energiasalvestites kasutatavale liitiumraudfosfaatpatareile.

Tsükli eluea osas on naatrium-nikkelakud ehitatud ka energia salvestamiseks. Selle individuaalne erienergia ulatub 135 vatt-tundi kilogrammi kohta, tööiga on 2–5 korda suurem kui liitiumaku, 80% DOD tsükli eluiga on kuni 7500 korda, pärast süsteemi koostist on maht üle 50% väiksem kui liitiumaku süsteem, on kogu elutsükli maksumus 50% madalam kui liitiumaku.

Naatriumsoola aku eelis

(1) Maksumus, ei kasutata kalleid metalle, nagu vask, liitium ja koobalt. Selle asemel kasutatakse tahkeid keraamilisi elektrolüüte ja tavalist naatriumsoola. Seda on palju, seda on lihtne hankida, tarneahelaga pole probleeme ja see on odav.

(2) Kõrge ohutus, ei vaja rakutaseme ohutuskaitset ja tulekustutusseadet, kuna sisemine aku koosneb anorgaanilisest soolast, anorgaanilisest metallist, naatriumist, niklist, tahke elektrolüüt on -alumiiniumoksiid, erinevalt elektrolüüdi sees olevast liitiumist, orgaaniline aine, me oleme anorgaaniline aine on olemas, põlevat ainet pole. Aku ei põle ega plahvata mingil moel. See on aku suurim omadus.

(3) Hea keskkonnataluvus, aku talub väga hästi laia temperatuuri, mahutavust ja energiakatset miinus 40 kraadi juures, võib vabastada 100,9% toatemperatuurist; Võimsuse ja energia test +60 kraadi juures võib vabastada 101,6% toatemperatuurist; Seega saab naatriumakusid kasutada kõrbes nii väga-väga kuumas kliimas kui ka väga-väga külmas kliimas.

(4) Pikk tsükli eluiga. Aku kõige olulisem tehnoloogia on tahke elektrolüüt beeta-alumiiniumoksiid, mis toimib elektrolüüdi ja membraanina. Teisest küljest on hea tehnika ühendada positiivne elektrood ja negatiivne elektrood ning teha osakesed keraamilisse torusse. Aku kestvuse osas tegid Ühendkuningriigi inimesed 80% DOD-testidest ja 3500 nädala pärast oli võimsust tõenäoliselt üle 90%. Akumooduli normaalne tsükli eluiga on pikem kui 4500 korda. Vastavalt olemasolevale katseolukorrale ennustatakse aku eluiga. Kui see on 2 tundi, on aku eluiga hinnanguliselt 6,000 korda, 3 tundi on 10,000 korda, 8 tundi on 25,000 korda.

Ülelaadimise ja vabastamise jõudluse teine ​​​​aspekt on parem, ülelaadimise ja vabastamise protsess, genereeritud materjal on aku ise, kas aktiivne materjal või aku tooraine, tooraine tekib kõrge temperatuuriga ühendi reaktsiooni korral, ja muutuvad aktiivseks aineks.

Lühise takistuse kolmas aspekt on hea, liitiumioon põhjustab lühise tõttu aku mooduli termilise juhtimise; Kui naatriumsoolapatarei keraamiline toru puruneb ja lühistatakse, reageerivad metallist naatrium ja elektrolüüdi naatriumtetraklorokloraat alumiiniumiks. Keraamilise toru pragude vahe on täidetud alumiiniumiga, et vältida reaktsiooni edasist kulgemist ning positiivsed ja negatiivsed elektroodid on juhtivad. Sel moel on lühisesse sattunud aku võrdväärne juhiga ja kogu aku mooduli pinge võrdub elemendi pingelangusega 2,58 volti. Lisaks lastakse 5–10% akumoodulitel rikki minna ja moodulit saab elemendi rikkevahemikus tavapäraselt kasutada.