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Nein, Mann, wir haben noch nicht einmal herausgefunden, was Natrium-Ionen-Batterien sind, aber Kalium-Ionen-Batterien gibt es schon?

Kürzlich kam eine 18650-Kalium-Ionen-Batterie eines Unternehmens der Gruppe 1 auf den Markt. Es heißt, sie könne zu einem niedrigeren Preis als Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden.Die Energiedichte erreicht 160–180 Wh/kg . Was ist dieses Konzept?BYDDer Lithium-Eisenphosphat-Blade-Akku hat nur 140 Wh/kg. . .

Das Gleiche gilt für die zuvor beworbene Natrium-Ionen-Batterie, die eine Energiedichte von 160 Wh/kg erreichen kann. Die 200 Wh/kg-Natrium-Ionen-Batterie der zweiten Generation von Even Ningde befindet sich bereits in der Entwicklung.

Verdammt, werden Lithium-Ionen-Batterien bald abgeschafft?

Hey, so einfach ist das nicht.

Zuerst müssen wir diesen Vergleich korrigieren „Energiedichte des Batteriepacks“Und „Energiedichte der Zelle“Es gibt zwei Arten von Akkus, die mehr Gehäuse als Akkuzellen haben, daher ist der Wert natürlich viel geringer.

Die oben genannten Natrium- und Kaliumionenbatterien beziehen sich auf „Zellenenergiedichte“, während sich die Blade-Batterien von BYD im Allgemeinen auf „Energiedichte des Batteriepacks“ beziehen, kann daher nicht auf diese Weise verglichen werden.

Nach dem aktuellen Stand der TechnikNatrium- und Kaliumionen können höchstens eine ähnliche Energiedichte wie Lithiumeisenphosphat erreichen.

Denn die „Leistung“ von Natrium- und Kaliumionen ist grundsätzlich schlechter als die von Lithiumionen. Nehmen Sie eine Batterie aus Natrium- und KaliumionenStromspannungUndSpezifische KapazitätBeide sind niedriger (das Produkt dieser beiden ist die Energiedichte).

Schauen wir uns zunächst diese Spannung an.

Wissen Sie, die Power-Batterien, die im Allgemeinen in Autos eingebaut sind, werden „Schaukelstuhlbatterien“ genannt, weil die Ionen wie bei einem Schaukelstuhl zwischen dem Plus- und dem Minuspol hin und her schwingen. . .

Äh... Wenn diese Aussage zu abstrakt ist, dann können wir uns den Lade- und Entladevorgang der Batterie auch als Pendeln vorstellen.Die positive Elektrode ist das Miethaus, die negative Elektrode ist das Bürogebäude und der Wanderarbeiter ist das Metallion.Es ist für Elektronen und bleibt den ganzen Tag zwischen zwei Punkten und einer Linie.

Hey, hör auf zu reden, hör auf zu reden, ich sehe mich. . .

Der Grund, warum Lithium, Natrium und Kalium als Arbeitskräfte ausgewählt wurden, liegt natürlich in ihren außergewöhnlichen Talenten und einzigartigen Knochen.

Viele Leute sagen, dass dies daran liegt, dass diese drei Personen blutsverwandt sind. Sie stammen alle aus der Familie der Alkalimetalle und stehen in der ersten Spalte der Tabelle der chemischen Elemente. Die nächste Batteriegeneration lässt sich mit geschlossenen Augen erahnen, es müssen Rubidium-Ionen sein. . .

Aber das ist wirklich nicht der Fall.

Im Wesentlichen geht es uns um die Aktivität chemischer Eigenschaften.Beispielsweise haben Lithium, Kalium, Kalzium, Natrium, Magnesium und Aluminium niedrigere Standardelektrodenpotentiale, was darauf hindeutet, dass es leichter ist, Elektronen zu verlieren.Wenn Sie sie als Batterien verwenden, ist die Spannung höher.

Wir können also auch sehen, dass unter diesen Elementen Lithium, Natrium und Kalium die besten Studenten sind. Aber die Frage ist, warum am Ende nur Lithium derjenige war, der zum College zugelassen wurde.

Das muss man sich noch einmal ansehenDie spezifische Kapazität bezieht sich auf die Strommenge (Anzahl der Ladungen) pro Masseneinheit.Mit anderen Worten: Je mehr Lithium-, Natrium- und Kaliumpartikel in einem Block aus Kathodenmaterial enthalten sind, desto höher ist die spezifische Kapazität.

Sie müssen wissen, dass Lithium unter diesem Haufen metallischer Elemente das dünnste ist und auf Platz 3 der Liste der chemischen Elemente steht, während Natrium auf Platz 11 und Kalium auf Platz 19 steht. Je höher das Gewicht, desto dicker wird es.

Daher können Sie im selben Raum mehr Lithiumionen als Natrium und Kalium auspressen.Spezifische KapazitätUndEnergiedichteNatürlich ist es viel höher.

Wären Natrium- und Kaliumionen dann nicht völlig nutzlos? Nicht, dass ich das sagen könnte.

Tatsächlich kann alles „rollstuhlgerecht“ werden Die Batterieleistung hängt nicht nur von den Metallionen ab, sondern auch vom gesamten Kathodenmaterial. Wie wir alle wissen, werden die Kathodenmaterialien von Lithium-Ionen-Batterien in Lithium-Eisenphosphat und ternäres Lithium unterteilt. Sie sind auch Lithium, und ternäres Lithium hat eine bessere Leistung als Lithium-Eisenphosphat.

Daher können Natrium- und Kaliumionen auch das Kathodenmaterial verändern, um die Leistung zu verbessern. Generell gibt es drei Arten:Übergangsmetalloxide, polyanionische VerbindungenUndPreußischblaues Analogon.

Das oben erwähnte ternäre Lithium ist der erste Typ, Lithiumeisenphosphat ist der zweite Typ, und nach den aktuellen technischen Lösungen zu urteilen, werden Natrium- und Kaliumionen den dritten Typ verwenden.Preußischblaues Analogon。

Obwohl der Name seltsam klingt, stellt das Preußischblau-Analogon, wie die beiden vorherigen Brüder, eine Verbindung darEisenferrocyanid. Wenn es zwei Metallionen trägt, wird es Preußischblau angezeigt, daher wird es Preußischblau genannt. Wenn es ein Metallion trägt, wird es Preußischblau genannt. . .

Ach ja, Ningdes Natriumionenbatterien verwendeten früher Preußischweiß, während Kaliumionenbatterien Preußischblau verwendeten, denn Experimente haben gezeigt, dass diese Lösung die beste Gesamtleistung aufweist.

Kurz gesagt: In Kombination mit Preußischblau-Analoga können aktuelle Natrium- und Kaliumionenbatterien eine ähnliche Energiedichte wie Lithiumeisenphosphat erreichen.

Aber trotzdem,Auch für Natrium- und Kalium-Ionen-Batterien ist es derzeit schwierig, Lithiumeisenphosphat zu ersetzen.

Wissen Sie, der Hauptgrund, warum jeder sie entwickelt, ist, dass sie niedrigere Herstellungskosten haben, weil diese beiden Produkte überall erhältlich sind. Natrium finde ich beispielsweise in großer Menge in meiner Küche, und Kalium, ein häufig verwendeter chemischer Dünger in ländlichen Gebieten.

Das Problem besteht nun darin, dass der Preisvorteil von Natrium- und Kaliumbatterien nicht offensichtlich ist, da der Preis für Lithium stark gesunken ist. . .

Vor einigen Tagen gab es die Nachricht, dass der Preis für Lithiumcarbonat unter 80.000 Yuan/Tonne gefallen ist. Obwohl es nicht so günstig ist wie Kupfer und Eisen, ist es bereits ein Sechstel billiger als die 500.000 Yuan/Tonne vor zwei Jahren.

Bei Kaliumionenbatterien mit Preußischblau-Analoga ist das positive Elektrodenmaterial zwar billig, der Separator, die negative Elektrode und andere Materialien sind jedoch teurer als Lithiumeisenphosphat, sodass der Preisvorteil nicht offensichtlich ist und möglicherweise sogar teurer als Lithium ist . hoch. . .

Ehrlich gesagt bin ich deswegen wirklich nervös.

Und das größere Problem liegt im Prozess,Die aktuelle Produktionskonsistenz von Natrium- und Kaliumionenbatterien ist noch relativ schlecht.Ob es Laborleistung erreichen kann, ist noch eine Frage.

Nehmen wir die Natrium-Ionen-Batterie, die theoretisch in Massenproduktion hergestellt wird. Sie ist sicherer als eine Lithium-Batterie und neigt weniger zur Selbstentzündung. Es gibt jedoch auch UP-Besitzer, die selbstgemachte Akupunkturexperimente durchgeführt haben und festgestellt haben, dass dies immer noch der Fall ist Sicherheitsrisiken. (Dieser Typ ist wirklich wild).

Zumindest für den Moment sind Natrium- und Kalium-Ionen-Batterien möglicherweise besser für die Energiespeicherung geeignet als die Power-Batterien unserer Elektroautos. Auch wenn es in der Zukunft genügend Technologie und Technologie gibt, um sie zu unterstützen, können sie diese nicht ersetzen leistungsfähigere ternäre Lithiumbatterien, da die Obergrenze der Materialien so groß ist.

Tatsächlich, um es ganz klar auszudrücken:Jeder entwickelt verschiedene Arten von Batterien, nicht weil Lithium-Ionen nicht gut sind, sondern weil es zu wenig Lithium gibt.

Da Lithium ein seltenes Metall ist, sind seine Reserven auf der Erde sehr gering und konzentrieren sich auf Südamerika. Darüber hinaus ist Lithium nach der Verarbeitung zu Batterien schwer zu recyceln und wird früher oder später aufgebraucht sein.

Selbst wenn die Leistung schlecht ist, müssen wir dennoch eine billige und reichlich vorhandene Batterie entwickeln, um der Möglichkeit eines Lithiummangels in der Zukunft gerecht zu werden. Im schlimmsten Fall müssen wir die Batteriestation häufiger austauschen.

Das Aufkommen von Kalium-Ionen-Batterien dient hauptsächlich dazu, den Nachteil auszugleichen, dass Natrium-Ionen-Batterien keine negativen Graphitelektroden verwenden können.Es ersetzt also zunächst nicht Lithium, sondern Natrium.

Kurz gesagt, egal was passiert, nach dem aktuellen Stand der Technik sind Natrium und Kalium nur Ersatzstoffe für Lithium. Ob ihnen in Zukunft der Durchbruch gelingt, hängt davon ab, ob die Brüder in der Batterieforschung und -entwicklung mehr Aufwand betreiben können.

Wenn wirklich ein Ersatz für Lithiumeisenphosphat entwickelt wird, müssen wir unsere Autos doch wieder umstellen, oder?