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아니, 우리는 아직 나트륨 이온 배터리도 알아내지 못했는데 칼륨 이온 배터리가 왔다고?

최근에는 그룹1 업체의 18650 칼륨이온 배터리가 나왔는데요. 리튬이온 배터리보다 저렴한 가격으로 사용할 수 있다고 합니다.에너지 밀도는 160-180Wh/kg에 이릅니다. . 이 개념은 무엇입니까?BYD인산철리튬 블레이드 배터리는 140Wh/kg에 불과합니다. . .

160Wh/kg의 에너지 밀도를 달성할 수 있는 이전에 홍보된 나트륨 이온 배터리도 마찬가지입니다. Ningde의 2세대 200Wh/kg 나트륨 이온 배터리도 이미 개발 중입니다.

젠장, 리튬이온 배터리도 곧 폐기될까?

야~ 일이 그렇게 간단하지 않구나.

먼저 우리는 이 비교를 수정해야 합니다. 실제로 "에너지 밀도"는 다음과 같습니다. "배터리 팩 에너지 밀도"그리고 "세포 에너지 밀도"두 가지 유형이 있습니다. 배터리 팩은 배터리 셀보다 쉘이 많기 때문에 당연히 가치가 훨씬 낮습니다.

위에서 언급한 나트륨 및 칼륨 이온 배터리는 "셀 에너지 밀도", BYD의 블레이드 배터리는 일반적으로 "배터리 팩 에너지 밀도"를 나타내기 때문에 이와 같이 비교할 수는 없습니다.

현재 기술 수준에 따르면,기껏해야 나트륨 및 칼륨 이온은 인산철리튬과 비슷한 에너지 밀도를 얻을 수 있습니다.

나트륨 및 칼륨 이온의 "성능"은 본질적으로 리튬 이온보다 열등하기 때문입니다. 나트륨과 칼륨 이온으로 구성된 배터리를 생각해 보세요.전압그리고특정 용량둘 다 더 낮습니다(이 둘의 곱은 에너지 밀도입니다).

먼저 이 전압을 살펴보겠습니다.

아시다시피 일반적으로 자동차에 장착되는 전원 배터리는 이온이 흔들의자처럼 양극과 음극 사이를 오가기 때문에 '흔들의자 배터리'라고 합니다. . .

어... 이 말이 너무 추상적이라면 배터리 충전 및 방전 과정을 통근으로 생각할 수도 있습니다.양극은 임대주택, 음극은 사무용 건물, 이주노동자는 금속이온이다., 전자를 위한 것이며 하루 종일 두 점과 한 선 사이에 머물러 있습니다.

야, 그만 얘기해, 그만 얘기해, 내가 보여 . .

리튬, 나트륨, 칼륨이 선택된 일꾼으로 선택된 이유는 물론 그들의 뛰어난 재능과 독특한 뼈 때문입니다.

많은 사람들은 이 세 사람이 혈연관계이기 때문에 모두 알칼리 금속족에 속하며 원소표의 첫 번째 열에 위치하기 때문이라고 말합니다. 차세대 배터리는 눈을 감고도 짐작할 수 있는데, 루비듐 이온임에 틀림없다. . .

하지만 실제로는 그렇지 않습니다.

본질적으로 우리가 보고 있는 것은 화학적 특성의 활동입니다.예를 들어, 리튬, 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄은 표준 전극 전위가 낮아 전자를 잃기가 더 쉽다는 것을 나타냅니다.배터리로 사용하면 전압이 더 높아집니다.

그럼 이 원소들 중에도 리튬, 나트륨, 칼륨이 상위권 학생들 중에 상위권 학생들이라는 것을 알 수 있습니다. 그런데 문제는 왜 결국 대학에 합격한 사람은 리튬뿐이냐 하는 것입니다.

이건 또 봐야해비용량이란 단위질량당 전기량(충전횟수)을 말합니다.즉, 양극재 블록에 리튬, 나트륨, 칼륨 입자가 많이 들어 있을수록 비용량은 높아집니다.

이 금속 원소 더미 중에서 리튬이 가장 얇아 화학 원소 목록에서 3위를 차지하고, 나트륨은 11위, 칼륨은 19위라는 것을 알아야 합니다. 무게가 무거울수록 더 뚱뚱해집니다.

따라서 같은 방에서는 나트륨과 칼륨보다 더 많은 리튬 이온을 짜낼 수 있습니다.특정 용량그리고에너지 밀도당연히 훨씬 더 높습니다.

그렇다면 나트륨 이온과 칼륨 이온은 전혀 쓸모가 없는 것이 아닐까? 그렇게 말할 수 있는 것은 아닙니다.

사실 모든 것이 "휠체어"가 될 수 있습니다. , 배터리 성능은 금속 이온뿐만 아니라 전체 양극재에 따라 달라집니다. 우리 모두 알고 있듯이 리튬 이온 배터리의 양극 재료는 인산철리튬과 삼원리튬으로 구분되며, 삼원리튬은 인산철리튬보다 성능이 더 좋습니다.

따라서 나트륨 및 칼륨 이온은 음극 재료를 변경하여 성능을 향상시킬 수도 있습니다. 일반적으로 세 가지 유형이 있습니다.전이금속 산화물, 다중음이온 화합물그리고프러시안 블루 아날로그.

위에서 언급한 삼원 리튬은 첫 번째 유형이고, 인산철리튬은 두 번째 유형이며, 현재 기술 솔루션에 따르면 나트륨 및 칼륨 이온은 세 번째 유형을 사용합니다.프러시안 블루 아날로그。

이름이 이상하게 들리지만 이전 두 형제와 마찬가지로 프러시안 블루 유사체는 화합물을 나타냅니다.페로시안화철. 두 개의 금속 이온을 포함하면 프러시안 블루(Prussian blue)를 나타내므로 프러시안 블루(Prussian blue)라고 합니다. . .

아, 그렇습니다. Ningde의 나트륨 이온 배터리는 프러시안 화이트를 사용하고 칼륨 이온 배터리는 프러시안 블루를 사용했습니다. 실험에 따르면 이 솔루션이 전반적으로 가장 좋은 성능을 발휘하는 것으로 나타났습니다.

즉, 현재의 나트륨 및 칼륨 이온 배터리는 프러시안 블루 유사체와 결합하여 인산철리튬과 유사한 에너지 밀도를 달성할 수 있습니다.

하지만 그럼에도 불구하고,현재 나트륨 및 칼륨 이온 배터리가 인산철리튬을 대체하는 것도 어렵습니다.

아시다시피, 모두가 이를 개발하는 주된 이유는 제조 비용이 저렴하기 때문입니다. 예를 들어, 나트륨은 주방에서 많이 찾을 수 있고, 칼륨은 흔히 사용되는 화학 비료입니다. 농촌 지역에서는 "식물 재".

이제 문제는 리튬 가격이 급락했기 때문에 나트륨과 칼륨 배터리의 가격 우위가 명확하지 않다는 것입니다. . .

며칠 전 탄산리튬 가격이 8만 위안/톤 아래로 떨어졌다는 소식이 전해졌다. 구리나 철만큼 저렴하지는 않지만 2년 전 50만 위안/톤에 비해 이미 6분의 1 수준으로 저렴해졌다.

프러시안 블루 유사체를 사용하는 칼륨 이온 배터리의 경우 양극 재료는 저렴하지만 분리막, 음극 및 기타 재료는 인산철리튬보다 비싸므로 가격 이점이 분명하지 않으며 리튬보다 비쌀 수도 있습니다. . 높은. . .

솔직히 말해서 나는 이것 때문에 정말 긴장됩니다.

그리고 더 큰 문제는 그 과정에 있는데,현재 나트륨 및 칼륨 이온 배터리의 생산 일관성은 여전히 ​​상대적으로 열악합니다.실험실 성능을 달성할 수 있는지 여부는 여전히 의문입니다.

현재 대량 생산되고 있는 나트륨 이온 배터리는 이론적으로 리튬 배터리보다 안전하고 자연 발화 가능성이 적습니다. 안전 위험.(이 사람은 정말 사나워요).

따라서 적어도 현재로서는 나트륨 및 칼륨 이온 배터리가 전기 자동차의 동력 배터리보다 에너지 저장에 더 적합할 수 있습니다. 재료의 상한이 너무 많기 때문에 더 성능이 좋은 삼원 리튬 배터리입니다.

사실 직설적으로 말하면,리튬이온이 좋지 않아서가 아니라 리튬이 너무 적기 때문에 다들 다양한 종류의 배터리를 개발하고 있습니다.

리튬은 희소금속이기 때문에 지구상 매장량이 매우 적고 남미에 집중되어 있습니다. 게다가 리튬은 배터리로 만들어진 후 재활용이 어렵고 조만간 고갈됩니다.

따라서 성능이 좋지 않더라도 향후 리튬 부족 가능성에 대비해 저렴하고 넉넉한 배터리를 개발해야 하며, 최악의 경우 배터리 스테이션을 더 자주 교체해야 한다.

칼륨 이온 배터리의 등장은 주로 나트륨 이온 배터리가 흑연 음극을 사용할 수 없는 디버프를 보완하기 위한 것입니다.따라서 먼저 대체되는 것은 리튬이 아니라 나트륨입니다.

간단히 말해서, 현재 기술로 판단하면 나트륨과 칼륨은 리튬을 대체할 수 있을 뿐입니다. 앞으로 돌파구를 마련할 수 있을지는 배터리 연구개발에 종사하는 형제들이 더 많은 노력을 기울일 수 있느냐에 달려 있다.

정말 인산철리튬 대체재가 개발된다면 우리 차도 또 바꿔야겠죠?