أداء ومزايا بطاريات أيون الصوديوم

أداء ومزايا بطاريات أيون الصوديوم

كنوع جديد من تكنولوجيا تخزين الطاقة، بطاريات أيون الصوديوم وقد حظيت باهتمام واسع النطاق من الأوساط الأكاديمية والصناعة في السنوات الأخيرة. حقق العلماء المعنيون نتائج ملحوظة في أبحاث بطاريات أيونات الصوديوم، لا سيما في الاقتراح والتحقق التجريبي من طرق التنبؤ بتكوين الأكسيد متعدد الطبقات، والتي توفر التوجيه النظري لتصميم وإعداد قطب كهربائي موجب متعدد الطبقات منخفض التكلفة وعالي الأداء. المواد اللازمة لبطاريات أيون الصوديوم. وبالإضافة إلى ذلك، تعتبر بطاريات أيون الصوديوم مكملاً قوياً لبطاريات الليثيوم أيون نظراً لمزاياها مثل وفرة الموارد والتكلفة المنخفضة، وتلعب دوراً هاماً في الجولة الجديدة من تحويل الطاقة.

بطاريات أيون الصوديوم هي بطارية ثانوية (بطارية قابلة لإعادة الشحن) تعتمد بشكل أساسي على حركة أيونات الصوديوم بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة للعمل، على غرار مبدأ عمل بطاريات أيون الليثيوم. مادة القطب الكهربائي لبطاريات أيونات الصوديوم هي في الأساس ملح الصوديوم، الذي يحتوي على احتياطيات أكثر وفرة وأسعار أقل من ملح الليثيوم.

مزايا بطاريات أيون الصوديوم
المزايا الرئيسية لبطاريات أيون الصوديوم على بطاريات الليثيوم أيون هي كما يلي:
تكلفة أقل: تكلفة المواد الخام لبطاريات أيون الصوديوم أقل لأن الصوديوم معدن رخيص، في حين أن الليثيوم أغلى من الصوديوم. ولذلك، فإن تكلفة تصنيع بطاريات أيون الصوديوم منخفضة نسبيا.
دورة حياة أطول: تتمتع بطاريات أيونات الصوديوم بعمر دورة أطول من بطاريات الليثيوم أيون لأن أيونات الصوديوم لها نصف قطر أيوني أكبر وتنتشر بشكل أبطأ في المواد من أيونات الليثيوم، مما يؤدي إلى تلف أقل بسبب الكلال في مواد الأقطاب الكهربائية.
سلامة جيدة نسبيا: أولاً، تتميز بطاريات أيونات الصوديوم بدرجة حرارة اشتعال ذاتي أعلى، مما يعني أنها أقل عرضة لحوادث السلامة في حالة الشحن الزائد أو قصر الدائرة الكهربائية. ثانيًا، تعمل بطاريات أيونات الصوديوم أيضًا بشكل جيد في ظل الظروف القاسية، كما هو الحال في اختبار ثقب البثق، حيث تتمتع بطاريات أيونات الصوديوم بأداء أمان جيد. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع بطاريات أيونات الصوديوم بثبات حراري قوي ويمكنها الحفاظ على أداء مستقر حتى في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة. على الرغم من أن بطاريات أيونات الصوديوم أظهرت أداءً جيدًا للسلامة في بعض الجوانب، إلا أنه لا يزال يتعين اتخاذ سلسلة من التدابير لضمان سلامتها في التطبيقات العملية. على سبيل المثال، يمكن تحسين تصميم وعملية البطارية لضمان سلامة البطارية أثناء الاستخدام.
صديقة للبيئة: تستخدم بطاريات أيونات الصوديوم موارد أكثر وفرة، لذا فهي تتمتع بمزايا أكثر من بطاريات الليثيوم من حيث حماية البيئة. وفي الوقت نفسه، وبما أن معظم المكونات الكيميائية المستخدمة في بطاريات الصوديوم غير سامة ومتجددة، فإن النفايات الناتجة تكون أقل تلويثاً للبيئة.
أداء جيد لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة: تعمل بطاريات أيونات الصوديوم بشكل جيد نسبيًا في البيئات ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة. في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، يمكن أن تصل درجة حرارة تشغيل بطاريات أيونات الصوديوم إلى أكثر من 250 درجة مئوية. في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، يمكن أن تعمل بطاريات أيونات الصوديوم بشكل طبيعي بين -40 درجة مئوية و80 درجة مئوية، ولها خصائص جيدة لدرجة الحرارة الواسعة. على وجه الخصوص، عند -20 درجة مئوية، يصل معدل الاحتفاظ بالسعة لبطاريات أيون الصوديوم إلى 90%، في حين أن بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد وبطاريات الرصاص الحمضية يمكن أن تصل فقط إلى 70% و48% على التوالي. هذه الخصائص تجعل بطاريات أيونات الصوديوم تتمتع باستقرار وموثوقية جيدين في ظل الظروف المناخية القاسية، وهو أمر مهم جدًا للمعدات التي تحتاج إلى العمل في بيئات درجات الحرارة المختلفة.