ニュース

いや、ナトリウムイオン電池はまだわかっていないのに、カリウムイオン電池は登場しているのでしょうか？

最近、グループ1社の18650カリウムイオン電池が出てきましたが、リチウムイオン電池よりも安価に使用できると言われています。エネルギー密度は160～180Wh/kgに達します 。このコンセプトは何ですか?BYDリン酸鉄リチウムブレードバッテリーの容量はわずか 140 Wh/kg です。 。 。

これは以前に推進されたナトリウムイオン電池にも当てはまり、160Wh/kgのエネルギー密度を達成できる。寧徳の第2世代の200Wh/kgナトリウムイオン電池もすでに開発中である。

くそー、リチウムイオン電池はもうすぐ廃止されるのか？

おいおい、物事はそんなに単純じゃないよ。

まず第一に、この比較を修正する必要があります。「エネルギー密度」は実際には次のとおりです。 「バッテリーパックのエネルギー密度」そして 「細胞エネルギー密度」バッテリーパックにはバッテリーコアよりもシェルの数が多いため、当然価値は大幅に低くなります。

上記のナトリウムイオン電池やカリウムイオン電池とは、 「セルのエネルギー密度」ですが、BYD のブレード バッテリーは一般に「バッテリー パックのエネルギー密度」を指すため、このように比較することはできません。

現在の技術レベルからすると、ナトリウムイオンとカリウムイオンは、せいぜいリン酸鉄リチウムと同程度のエネルギー密度を達成できます。

ナトリウムイオンやカリウムイオンの「性能」は本質的にリチウムイオンよりも劣るからです。ナトリウムイオンとカリウムイオンでできた電池を考えてみましょう。電圧そして比容量どちらも低くなります (これら 2 つの積がエネルギー密度です)。

まずこの電圧を見てみましょう。

ご存知のように、一般的に車に搭載されている動力用電池は、イオンがロッキングチェアのようにプラス極とマイナス極の間で揺れ動くことから「ロッキングチェア型電池」と呼ばれています。 。 。

そうですね...この表現が抽象的すぎる場合は、バッテリーの充放電プロセスを通勤と考えることもできます。正極は賃貸住宅、負極はオフィスビル、出稼ぎ労働者は金属イオンです。、それは電子のためのもので、一日中二点と一本の線の間に留まります。

ねえ、話すのをやめて、話すのをやめて、私は自分自身を見ています。 。 。

リチウム、ナトリウム、カリウムが選ばれた労働者となったのは、もちろん彼らの非凡な才能と特異な骨格によるものである。

多くの人は、この 3 人は血のつながりがあり、元素表の最初の列に位置するアルカリ金属族だからだと言います。次世代の電池は目を閉じれば推測できますが、それはルビジウムイオンに違いありません。 。 。

しかし、実際はそうではありません。

本質的に、私たちが注目しているのは化学的性質の活性です。たとえば、リチウム、カリウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウムは標準電極電位が低く、電子を失いやすいことを示しています。電池として使用すると電圧が高くなります。

したがって、これらの元素の中で、リチウム、ナトリウム、カリウムがトップクラスの学生であることもわかります。しかし、問題は、なぜ最終的にリチウムだけが大学に入学したのかということです。

これはもう一度見なければなりません比容量とは、単位質量あたりの電気量（充電回数）を指します。言い換えれば、正極材料のブロック内にリチウム、ナトリウム、カリウムの粒子が多く詰め込まれるほど、比容量は高くなります。

この金属元素の山の中で、リチウムが最も薄く、化学元素リストで 3 位にランクされています。一方、ナトリウムは 11、カリウムは 19 であることを知っておく必要があります。重さが大きいほど、太くなります。

したがって、同じ部屋では、ナトリウムやカリウムよりも多くのリチウムイオンを絞り出すことができます。比容量そしてエネルギー密度当然、それははるかに高いです。

それでは、ナトリウムイオンやカリウムイオンは全く役に立たないのではないでしょうか？そう言えるわけではありません。

実際、すべてが「車椅子」で利用可能です 、バッテリーの性能は金属イオンだけでなく、正極材料全体にも依存します。皆さんが知っているように、リチウムイオン電池の正極材料はリン酸鉄リチウムと三元リチウムに分けられます。これらもリチウムであり、三元リチウムはリン酸鉄リチウムよりも優れた性能を持っています。

したがって、ナトリウムイオンとカリウムイオンも正極材料を変更して性能を向上させることができます。一般に、次の 3 種類があります。遷移金属酸化物、ポリアニオン化合物そしてプルシアンブルーのアナログ。

前述の三元リチウムが 1 番目のタイプ、リン酸鉄リチウムが 2 番目のタイプ、現在の技術ソリューションから判断すると、ナトリウムイオンとカリウムイオンは 3 番目のタイプを使用することになります。プルシアンブルー アナログ。

名前は奇妙に聞こえますが、プルシアンブルーの類似体は、前の 2 つの兄弟と同様に、化合物を表します。フェロシアン化第二鉄。金属イオンが2つあればプルシアンブルーを示すので、金属イオンが1つであればプルシアンホワイトと呼ばれます。 。 。

そうそう、寧徳のナトリウムイオン電池はプルシアンホワイトを使用していましたが、カリウムイオン電池はプルシアンブルーを使用していました。これは、このソリューションが全体的なパフォーマンスが最高であることが実験で示されているためです。

つまり、現在のナトリウムイオン電池とカリウムイオン電池は、プルシアンブルーの類似物質と組み合わせることで、リン酸鉄リチウムと同様のエネルギー密度を達成できるということです。

しかし、それでも、ナトリウムイオン電池やカリウムイオン電池も、現時点ではリン酸鉄リチウムに代わることは困難です。

ご存知のように、誰もがこれらを開発する主な理由は、これら 2 つの製品はどこでも入手できるため、製造コストが低いためです。たとえば、ナトリウム (私の台所にたくさんあります) とカリウム (一般的に使用される化学肥料) です。田舎では「草木灰」。

現在の問題は、リチウムの価格が急落しているため、ナトリウム電池とカリウム電池の価格上の利点が明らかではないことです。 。 。

数日前、炭酸リチウムの価格が8万元/トンを下回ったとのニュースがあった。銅や鉄ほどではないが、2年前の50万元/トンと比べるとすでに6分の1になっている。

プルシアンブルー類似体を使用したカリウムイオン電池の場合、正極材料は安価ですが、セパレータや負極などの材料がリン酸鉄リチウムよりも高価であるため、価格的な優位性が明確ではなく、場合によってはリチウムよりも高価になる可能性があります。 。 高い。 。 。

正直に言うと、これについてはとても緊張しています。

そしてさらに大きな問題はその過程にあります現在のナトリウムイオン電池とカリウムイオン電池の生産の一貫性は依然として比較的悪いです。実験室でのパフォーマンスを達成できるかどうかはまだ疑問です。

現在量産されているナトリウムイオン電池は、理論的にはリチウム電池よりも安全で、自然発火する可能性が低いと考えられています。しかし、Bilibili には、自作の鍼治療実験を行った結果、まだ使用できることが判明した UP 所有者もいます。安全上の危険があります（この男は本当に凶暴です）。

したがって、少なくとも現時点では、電気自動車の動力電池よりも、ナトリウムイオン電池やカリウムイオン電池の方がエネルギー貯蔵に適している可能性がある。材料の上限が非常に多いため、より高性能な三元リチウム電池。

実際、率直に言ってしまうと、リチウムイオンがダメだからではなく、リチウムが少なすぎるからみんながいろいろな電池を開発しています。

リチウムは希少金属であるため、地球上の埋蔵量は非常に少なく、南米に集中しています。また、電池にした後はリサイクルが難しく、遅かれ早かれ使い果たしてしまいます。

したがって、たとえ性能が悪くても、将来的にリチウムが不足した場合に備えて、より頻繁にバッテリーステーションを交換する必要があるため、安価で豊富なバッテリーを開発する必要があります。

カリウムイオン電池の登場は主に、ナトリウムイオン電池が黒鉛負極を使用できないという欠点を補うことを目的としています。つまり、最初に置き換えられるのはリチウムではなくナトリウムです。

つまり、どう考えても現在の技術からするとナトリウムやカリウムはリチウムの代替品に過ぎません。今後ブレークスルーできるかどうかは、電池の研究開発に携わる兄弟たちがもっと力を入れられるかどうかにかかっています。

もし本当にリン酸鉄リチウムの代替品が開発されたら、また車を乗り換えなければならなくなりますよね？