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No, amico, non abbiamo ancora nemmeno scoperto le batterie agli ioni di sodio, ma le batterie agli ioni di potassio sono qui?

Recentemente è uscita sul mercato una batteria agli ioni di potassio 18650 dell'azienda del Gruppo 1. Si dice che possa essere utilizzata a un prezzo inferiore rispetto alle batterie agli ioni di litio.La densità energetica raggiunge i 160-180Wh/kg . Qual è questo concetto?BYDLa batteria a lama al litio ferro fosfato ha solo 140 Wh/kg. . .

Lo stesso vale per la batteria agli ioni di sodio precedentemente promossa, che può raggiungere una densità energetica di 160 Wh/kg. Anche la batteria agli ioni di sodio di seconda generazione da 200 Wh/kg di Ningde è già in fase di sviluppo.

Maledizione, le batterie agli ioni di litio verranno presto abbandonate?

Ehi~ le cose non sono così semplici.

Per prima cosa dobbiamo correggere questo confronto "Densità energetica del pacco batteria"E "Densità energetica cellulare"Esistono due tipi. La batteria ha più gusci delle celle della batteria, quindi il valore è naturalmente molto più basso.

Le batterie agli ioni di sodio e potassio sopra menzionate si riferiscono a "Densità di energia cellulare", mentre le batterie a lama BYD si riferiscono generalmente alla "densità di energia del pacco batteria", quindi non può essere paragonata in questo modo.

Secondo l’attuale livello tecnico,Al massimo, gli ioni sodio e potassio possono raggiungere una densità energetica simile a quella del fosfato di litio ferro.

Perché la "prestazione" degli ioni sodio e potassio è intrinsecamente inferiore agli ioni litio. Prendi una batteria fatta di ioni sodio e potassio, la suaVoltaggioECapacità specificaEntrambi sono inferiori (il prodotto di questi due è la densità di energia).

Diamo prima un'occhiata a questa tensione.

Sapete, le batterie di alimentazione generalmente installate nelle automobili sono chiamate "batterie per sedia a dondolo" perché gli ioni oscilleranno tra i poli positivo e negativo come una sedia a dondolo. . .

Uh... Se questa affermazione è troppo astratta, allora possiamo anche pensare al processo di carica e scarica della batteria come al pendolarismo.L'elettrodo positivo è la casa in affitto, l'elettrodo negativo è l'edificio degli uffici e il lavoratore migrante è lo ione metallico., è per gli elettroni e rimane tra due punti e una linea tutto il giorno.

Ehi, smettila di parlare, smettila di parlare, mi vedo. . .

Il motivo per cui litio, sodio e potassio sono stati scelti come lavoratori prescelti è ovviamente a causa dei loro talenti straordinari e delle loro ossa uniche.

Molte persone dicono che è perché queste tre persone sono imparentate con il sangue. Appartengono tutte alla famiglia dei metalli alcalini e si trovano nella prima colonna della tabella degli elementi chimici. La prossima generazione di batterie può essere indovinata ad occhi chiusi, saranno ioni di rubidio. . .

Ma non è proprio così.

Essenzialmente, ciò che stiamo osservando è l'attività delle proprietà chimiche.Ad esempio, litio, potassio, calcio, sodio, magnesio e alluminio hanno potenziali elettrodici standard inferiori, indicando che è più facile perdere elettroni.Usateli come batterie e la tensione sarà più alta.

Quindi possiamo anche vedere che tra questi elementi, litio, sodio e potassio sono gli studenti migliori tra gli studenti migliori. Ma la domanda è: perché alla fine solo il litio è stato ammesso al college?

Questo deve essere visto di nuovoLa capacità specifica si riferisce alla quantità di elettricità (numero di cariche) per unità di massa.In altre parole, in un blocco di materiale catodico, maggiore è la quantità di particelle di litio, sodio e potassio, maggiore sarà la capacità specifica.

Devi sapere che tra questo mucchio di elementi metallici, il litio è il più sottile, occupando il 3° posto nella lista degli elementi chimici, mentre il sodio è 11 e il potassio 19. Più alto è il peso, più grasso sarà.

Pertanto, nella stessa stanza, puoi spremere più ioni di litio rispetto a sodio e potassio.Capacità specificaEdensità di energiaNaturalmente è molto più alto.

Allora gli ioni sodio e potassio non sarebbero completamente inutili? Non che io possa dirlo.

Tutto infatti può essere “carrozzino” , le prestazioni della batteria non dipendono solo dagli ioni metallici, ma anche dall'intero materiale del catodo. Come tutti sappiamo, i materiali catodici delle batterie agli ioni di litio sono divisi in litio ferro fosfato e litio ternario. Sono anche litio e il litio ternario ha prestazioni migliori rispetto al litio ferro fosfato.

Pertanto, gli ioni sodio e potassio possono anche modificare il materiale del catodo per migliorare le prestazioni. In generale, ne esistono tre tipi:Ossidi di metalli di transizione, composti polianioniciEAnalogo del blu di Prussia.

Il litio ternario menzionato sopra è il primo tipo, il litio ferro fosfato è il secondo tipo e, a giudicare dalle attuali soluzioni tecniche, gli ioni sodio e potassio utilizzeranno il terzo tipo.Analogo del blu di Prussia。

Anche se il nome suona strano, l'analogo blu di Prussia, come i due fratelli precedenti, rappresenta un compostoFerrocianuro ferrico. Se trasporta due ioni metallici, mostrerà il blu di Prussia, quindi si chiamerà blu di Prussia. Se trasporta uno ione metallico, sarà chiamato bianco di Prussia. . .

Oh, sì, le batterie agli ioni di sodio di Ningde utilizzavano il bianco di Prussia, mentre le batterie agli ioni di potassio utilizzavano il blu di Prussia, perché gli esperimenti hanno dimostrato che questa soluzione ha le migliori prestazioni complessive.

In breve, combinate con gli analoghi blu di Prussia, le attuali batterie agli ioni di sodio e potassio possono raggiungere una densità energetica simile al litio ferro fosfato.

Ma anche così,Allo stato attuale è anche difficile che le batterie agli ioni di sodio e di potassio sostituiscano il litio ferro fosfato.

Sapete, il motivo principale per cui tutti li sviluppano è perché hanno costi di produzione più bassi, perché questi due prodotti sono disponibili ovunque. Ad esempio, il sodio, ne trovo molto nella mia cucina, e il potassio, che è un fertilizzante chimico comunemente usato nelle zone rurali.

Il problema ora è che il vantaggio in termini di prezzo delle batterie al sodio e al potassio non è evidente, perché il prezzo del litio è crollato. . .

Qualche giorno fa è arrivata la notizia che il prezzo del carbonato di litio è sceso sotto gli 80.000 yuan/tonnellata. Anche se non è così economico come il rame e il ferro, costa già un sesto rispetto ai 500.000 yuan/tonnellata di due anni fa.

Per le batterie agli ioni di potassio che utilizzano analoghi del blu di Prussia, sebbene il materiale dell'elettrodo positivo sia economico, il separatore, l'elettrodo negativo e altri materiali sono più costosi del litio ferro fosfato, quindi il vantaggio in termini di prezzo non è ovvio e potrebbe anche essere più costoso del litio . alto. . .

Ad essere sincero, sono davvero nervoso per questa cosa.

E il problema più grande sta nel processo,L’attuale consistenza produttiva delle batterie agli ioni di sodio e potassio è ancora relativamente scarsa.Se possa raggiungere le prestazioni di laboratorio è ancora una questione.

Prendiamo la batteria agli ioni di sodio attualmente prodotta in serie. In teoria è più sicura della batteria al litio ed è meno soggetta alla combustione spontanea. Tuttavia, su Bilibili ci sono anche proprietari di UP che hanno condotto esperimenti di agopuntura fatti in casa e hanno scoperto che funziona ancora rischi per la sicurezza (questo ragazzo è davvero feroce).

Quindi, almeno per ora, le batterie agli ioni di sodio e di potassio potrebbero essere più adatte per l’immagazzinamento di energia, piuttosto che le batterie di alimentazione delle nostre auto elettriche. Anche se un giorno in futuro ci sarà abbastanza tecnologia e tecnologia per supportarle, non potranno sostituirle batterie al litio ternarie più performanti, perché il limite superiore dei materiali è tanto.

In effetti, per dirla senza mezzi termini,Tutti stanno sviluppando vari tipi di batterie, non perché gli ioni di litio non siano buoni, ma perché ce n’è troppo poco.

Poiché il litio è un metallo raro, le sue riserve sulla terra sono molto piccole e sono concentrate in Sud America. Inoltre, dopo essere stato trasformato in batterie, il litio è difficile da riciclare e prima o poi si esaurirà.

Pertanto, anche se le prestazioni sono scarse, dobbiamo comunque sviluppare una batteria economica e abbondante per far fronte alla possibilità di una futura carenza di litio. Nel peggiore dei casi, dovremo sostituire la stazione batteria più frequentemente.

L'emergere delle batterie agli ioni di potassio è principalmente quello di compensare il debuff che le batterie agli ioni di sodio non possono utilizzare elettrodi negativi di grafite.Quindi ciò che sostituisce per primo non è il litio, ma il sodio.

In breve, qualunque cosa accada, a giudicare dalla tecnologia attuale, sodio e potassio sono solo sostituti del litio. Se riusciranno a fare passi avanti in futuro dipende dalla capacità dei fratelli della ricerca e dello sviluppo delle batterie di impegnarsi maggiormente in questo senso.

Se davvero venisse sviluppato un sostituto del fosfato di litio e ferro, dovremo cambiare nuovamente le nostre auto, giusto?