离子钠电池

相比于铅酸电池,钠电池在能量密度、循环寿命、充电速度、低温性能、环保性等方面有着诸多优势。钠离子电池能量密度介于100Wh/kg-150Wh/kg之间,而铅酸电池只有30Wh/kg-40Wh/kg之间,两者差异3-5倍。

在循环寿命方面,钠离子电池循环次数介于3000-10000次之间;而铅电池只有300次左右的全充全放循环寿命,钠电池是铅电池的10倍以上。显而易见,钠电池替代铅电池,完全可以根据应用场景灵活设计使用寿命,具有巨大的优势。

在快充性能方面,钠离子电池优于铅电池。快充性能的本质是指电池的充放电倍率,主要由钠离子在正负极、电解液以及界面处的迁移能力决定。钠离子电池的离子迁移速度快,并且电极界面反应快,快充性能优于铅电池、锂离子电池。一般情况下,钠电池可以做到5C充电,高达60C放电,而铅电池只有1C充电和30C放电。

在低温环境下,钠离子电池电解液/电极界面膜阻抗和电荷转移阻抗的增大、以及钠离子在正负极中迁移速度的降低,与铅电池及锂离子电池相比变化较小。据介绍,即便是在-40°C情况下,钠电池仍能支持20C放电及保持75%以上的容量。同等情况下,铅电池无法满足10C以上的放电,容量保持率也只有40%左右。

钠离子电池比铅电池更加绿色环保。钠电池不存在重金属污染,生产过程也是全封闭的,不产生含酸及含重金属的排放物。铅电池主要材料是铅和硫酸,两者都是重污染源,在生产和使用过程中都有可能存在污染环境、危害身体健康的情况。从保护环境角度考虑,钠电池更加友好。

从成本角度来讲,钠电池的优势主要体现在正极/电解液(钠比锂更容易获得)、负极(成本更低的硬碳)以及集流体(铝箔价格更低)的材料降本。未来钠电池大规模量产之后,其经济性将进一步凸显。

除此之外,钠电池的重量一般比同等容量的铅电池轻30%以上。这意味着运输成本将有较大幅度的减少。另外,电池重量轻也能够提升汽车摩托车的单位里程,更节能。

除了在汽车、摩托车启动领域替代铅酸电池,储能也将是钠电池可大展身手的领域。根据钠电池技术研发水平和储能市场需求的特点,钠电池应用于大规模储能的时间,会在2025年之后。“需要整个产业链已经具备一定的规模和基础之后,才有可能让钠电池的储能成本降到足以商业化的水平”。


refs:
http://www.cbea.com/djgc/202304/264951.html
https://www.itdcw.com/news/top/0H51363432023.html
https://www.itdcw.com/uploads/image/20230725/1690255139201815.png


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电池倍率C是什么意思,5C放电是多少A

什么是电池倍率

倍率:指电池在规定时间内放出其额定容量时所需要的电流值,在数值上,等于电池额定容量的倍数,通常以字母C表示,一般来说0.2~2c为容量型锂电池的倍率,简称LCR(一般在电池型号后面有标注),2C及以上为动力(倍率)型锂电池,简称LNR/LMR. (一般在电池型号后面有标注)

5C倍倍率能放多少A

5C是指电池支持5C倍率电流放电,假如电池总容量为1Ah,那么5C倍率放电就是5A,同理如果1Ah电池以0.2C电流放电就是200mAh,0.2A。


枝晶是锂离子电池在快速充电过程中可能出现的一种现象。当锂离子积聚在电池负极表面而不是夹杂在负极中时,就会形成一层金属锂,并持续增长成树枝形状,最终刺破隔膜,这会损坏电池,缩短其使用寿命,并导致短路,从而引发火灾和爆炸。

通过优化石墨负极的微观结构,可以显著减少锂镀层。石墨负极由随机分布的微小颗粒组成,微调颗粒和电极形态以获得均匀的反应活性并降低局部锂饱和度是抑制锂电镀和提高电池性能的关键。

"我们的研究发现,在不同条件下,石墨颗粒的锂化机制各不相同,这取决于它们的表面形态、大小、形状和取向。这在很大程度上影响了锂的分布和枝晶的倾向,"Lu 博士说。"在开创性的三维电池模型的帮助下,我们可以捕捉到锂镀层何时何地开始形成,以及锂镀层的生长速度。这是一项重大突破,可能会对未来的电动汽车产生重大影响。"

这项研究加深了人们对快速充电过程中锂在石墨颗粒内重新分布的物理过程的理解,为开发先进的快速充电协议提供了新的见解。这些知识可帮助实现高效的充电过程,同时最大限度地降低锂镀层的风险。

除了加快充电时间外,研究还发现,改进石墨电极的微观结构可以提高电池的能量密度。这意味着电动汽车一次充电可以行驶更远的距离。

posted @ 2023-08-03 07:52  petercao  阅读(327)  评论(0编辑  收藏  举报