电池越来越被视为能量过渡快速进展中必不可少的元素。随着对全球需求的预测,到2030年将达到2个TWH,并增加了对电池制造商的政策支持,因此,关于电池制造业当前的快速扩展是否可持续发展,出现了许多疑问。有关供应链稳定性和能源安全问题的稳定性问题,导致人们对替代电池技术的关注不断扩大。钠离子细胞通常被认为是针对锂离子电池行业面临的许多当前问题的潜在解决方案。随着钠离子细胞的商业化,本论文希望通过自下而上的制造和钠层的氧化钠和钠分层氧化物的自下而上的制造和区域成本分析来探索商业钠离子细胞的生存能力。为了说明区域电池制造的更定性方面,简要探讨了当前的政策框架和供应链。
随着电力产生的当前排放输出,多个利益相关者试图脱碳和改变当前的能源电网技术和能源发电机。为了支持这种过渡,本文分析了当前网格尺度级别存储系统的技术能力,并提供了优先级排序电极材料质量的过程。在具体上,本文探讨了利用面向能网格的属性的钠离子电池的阳极和阴极材料。本文提出了加权级别系统,考虑了可逆能力,能量密度,循环能力和物质丰度的因素。本文旨在通过将各种电极材料的上下文化各种电极材料来帮助那些在未来的网格级电池中研究未来电极材料的人。本文还试图提供一种比较多种电极材料以推荐特定研发领域的有效方法。
摘要:在过去的十年中,通过便携式电子小工具的快速开发来鼓励能源存储系统的研究。混合离子电容器是一种Nov El电容器 - 电池混合储能设备,由于其高功率数量,同时保持能量密度和较长的生命周期,因此引起了很多兴趣。主要是基于锂的储能技术正在研究用于电网存储。但是,锂储量的价格上涨和间歇性可用性使基于锂的商业化不稳定。因此,已经提出基于钠的技术科学科学作为基于LITH IUM的技术的潜在替代品。钠离子电容器(SICS)是AC知识的,它们是潜在的创新能量存储技术,其具有较低的标准电极电势和比锂离子电容器较低的成本。然而,钠离子的较大半径也有助于不利的反应动力学,低能量密度和短暂的SICS寿命。最近,由于较大的理论能力,环境友好性和SIC的低成本,基于转移的金属氧化物(TMO)候选者被认为是潜力的。这项简要研究总结了TMO和基于钠的TMO的研究作为SIC应用的电极候选物的当前进步。此外,我们详细介绍了SICS TMO的探索和即将到来的前景。关键字:过渡金属氧化物,电极材料,能量密度,功率密度,钠离子电容器。
a 辽宁科技大学辽宁省能源材料与电化学重点实验室,中国辽宁省鞍山市立山区千山中路 189 号,邮编 114051 b 埼玉工业大学先端科学研究实验室,日本深谷府井 1690 c 辽宁科技大学材料与冶金学院,中国辽宁省鞍山市立山区千山中路 189 号,邮编 114051 d 中钢集团鞍山热能研究院有限公司,中国辽宁省鞍山市高新区鞍前路 301 号,邮编 114051 e 中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江省先进燃料电池与电解器技术重点实验室,浙江省宁波市中关西路 1219 号浙江 315201 海口市人民大道 58 号海南大学 570228
锂离子电池 (LIB) 在离子导电介质(即电解质)中通过 Li + 在阴极和阳极之间穿梭来存储/释放能量。[3] 由于 Li 的摩尔质量低(6.9)且 Li + 的离子半径小(0.76 ˚A),LIB 在各种储能系统中的 Ragone 图中表现出最佳能量密度。[4-6] 尽管如此,其他储能系统,包括超级电容器[7]、锌离子电池[8,9]、固态电池[10]、碱性金属电池[11]、锂硫电池[12] 等,在实现 LIB 方面各有优势,可实现高倍率能力、长循环寿命、通过水系/固态电解质提高安全性,并可能通过金属阳极和硫正极提高能量密度。与LIBs类似,钠离子电池(SIBs)也是由安装在集流体上的阴极和阳极组成,中间由Na+导电电解质(有时还有绝缘隔膜)隔开。[13]SIB的电化学机理也是基于Na+在阴极和阳极之间的穿梭(图1a)。尽管与LIBs有许多相似之处,但是较大的离子半径(Na+:1.02˚A)和较高的Na摩尔质量(23)将导致SIBs的电化学动力学受阻和容量受损。此外,钠的较高标准氧化还原电位(Na/Na+−2.74V vs Li/Li+−3.04V)损害了实现的能量密度。 [2,14 – 16] 因此,Na 的理论重量/体积容量(1166 mAh g −1;1131 mAh cm −3)低于 Li(3861 mAh g −1;2062 mAh cm −3)。[2] 尽管如此,由于 SIBs 的丰度更高(Na 2.36 wt.% vs Li 0.0017 wt.%)且在地壳中分布均匀,原材料成本低得多,因此 SIBs 显示出作为 LIBs 可持续且具有成本效益的替代品的巨大潜力。 [6,17] 相反的是,由于锂和钴的储量有限且分布集中在政治敏感地区,预测供应风险已引起锂原材料(如 Li2CO3)成本波动,并显著提高了 LIB 制造成本。[13,18–23] 此外,Na+ 所需能量低于 Li+
AMTE Power是英国领先的电池制造商之一,配备了电动汽车和BESS产品。 我们位于苏格兰瑟索的制造工厂可以将其根源追溯到锂离子电池电池技术的诞生。 现在,我们正在为零净世界开发新技术。 2027年,我们将在邓迪的第一个Gigafactory开始生产我们的细胞。AMTE Power是英国领先的电池制造商之一,配备了电动汽车和BESS产品。我们位于苏格兰瑟索的制造工厂可以将其根源追溯到锂离子电池电池技术的诞生。现在,我们正在为零净世界开发新技术。2027年,我们将在邓迪的第一个Gigafactory开始生产我们的细胞。
报道了包括 P2-Na 7/9 [Cu 2/9 Fe 1/9 Mn 2/3 ]O 2 4 、O3-Na 0.9 [Cu 0.22 Fe 0.30 Mn 0.48 ]O 2 5 、
高性能,低成本,可持续采购的SIBS材料将满足不断增长的替代电池技术的需求。当前的硬碳材料通常来自碳质前体,例如在高温下进行长时间加热的螺距(石油和天然气行业的副产品)。这是一个非常能量消耗的过程,与使用化石燃料衍生的原料相结合,具有显着的环境足迹。此外,中国是世界上主要的硬碳材料供应商,QUT正在开发的过程旨在提供替代的西方阳极材料供应,从而降低了SIB细胞制造商的主权风险。
比较锂离子和钠离子电池的能量密度的图显示,锂离子电池的能量密度比钠离子电池更高。锂离子电池的能量密度范围为100至265 WH/kg,而钠离子电池的能量密度为80至150 WH/kg。这意味着锂离子电池更适合需要高能密度的高能应用。总体而言,该图支持锂离子和钠离子电池之间的特征比较,表明锂离子电池具有较高的能量密度,而钠离子电池的成本较低,循环寿命更长。在这些电池类型之间进行选择时,重要的是要考虑应用程序的特定要求以及性能,成本和安全性之间的权衡