Решение для организации производственной линии натрий-ионных (Na-ion) аккумуляторов

Энергетическая плотность натрий-ионных аккумуляторов практически сопоставима с аккумуляторами на основе LFP (литий-железо-фосфат), однако себестоимость производства натрий-ионных аккумуляторов значительно ниже. Поэтому натрий-ионные аккумуляторы обладают высокой научно-исследовательской ценностью.

Принцип работы натрий-ионных аккумуляторов

По принципу работы натрий-ионные аккумуляторы аналогичны литий-ионным и также относятся к типу аккумуляторов с обратимой миграцией ионов. При зарядке ионы натрия высвобождаются из положительного электрода и мигрируют к отрицательному. При разрядке — наоборот, ионы натрия перемещаются от отрицательного электрода к положительному. Электроны во внешней цепи при этом движутся от анода к катоду, а ионы натрия восстанавливаются до металлического натрия.

Основные и вспомогательные материалы натрий-ионного аккумулятора и их отличие от литий-ионного

Катодные материалы:
Катод — это основное отличие между натрий-ионными и литий-ионными аккумуляторами. В настоящее время катодные материалы для натрий-ионных аккумуляторов делятся на несколько типов:
– оксиды переходных металлов натрия,
– фосфаты переходных металлов натрия,
– сульфаты переходных металлов натрия,
– соединения типа «берлинская лазурь» (Prussian Blue) на основе переходных металлов и натрия.

Анодные материалы:
Используются мягкий углерод, твёрдый углерод, оксиды переходных металлов и др.
С учётом таких факторов, как стоимость, стабильность, циклические характеристики, наиболее промышленно реализуемыми анодными материалами остаются углеродистые материалы — в первую очередь твёрдый и мягкий углерод.

Для литий-ионных аккумуляторов основным анодным материалом служит графит, а твёрдый/мягкий углерод или литий-титанат применяются только в аккумуляторах с высокими токами.

Электролит:
Состоит из натриевой соли и растворителя. За исключением самой соли натрия, растворители практически не отличаются от используемых в литий-ионных аккумуляторах — например, может применяться пропиленкарбонат (PC).

Сепаратор:
Аналогичен сепараторам, используемым в литий-ионных аккумуляторах.

Упаковка:
Цилиндрический корпус, мягкая упаковка (Pouch), призматический корпус — форм-факторы совпадают с литий-ионными аккумуляторами.

Технологический процесс:
Практически идентичен процессу производства литий-ионных аккумуляторов.

Основная причина, по которой натрий-ионные аккумуляторы могут быть быстро коммерциализированы — это возможность использования уже существующего оборудования и технологических линий, предназначенных для литий-ионных аккумуляторов.