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Não, cara, ainda nem descobrimos as baterias de íon de sódio, mas as baterias de íon de potássio estão aqui?

Recentemente, foi lançada uma bateria de íons de potássio 18650 da empresa do Grupo 1. Diz-se que ela pode ser usada a um preço mais baixo do que as baterias de íons de lítio.A densidade energética atinge 160-180Wh/kg . Qual é esse conceito?BYDA bateria de lâmina de fosfato de ferro-lítio tem apenas 140 Wh/kg. . .

O mesmo se aplica à bateria de íons de sódio promovida anteriormente, que pode atingir uma densidade de energia de 160 Wh/kg. Até mesmo a bateria de íons de sódio de 200 Wh/kg de segunda geração da Ningde já está em desenvolvimento.

Droga, as baterias de íons de lítio serão abandonadas em breve?

Ei, as coisas não são tão simples.

Em primeiro lugar, temos que corrigir esta comparação. A “densidade energética” realmente existe. "Densidade de energia da bateria"e "Densidade de energia celular"Existem dois tipos. A bateria tem mais invólucros do que o núcleo da bateria, então o valor é naturalmente muito menor.

As baterias de íon de sódio e potássio mencionadas acima referem-se a "Densidade de energia da célula", enquanto as baterias blade da BYD geralmente se referem a "densidade de energia da bateria", portanto não podem ser comparadas desta forma.

De acordo com o nível técnico atual,No máximo, os íons sódio e potássio podem atingir uma densidade de energia semelhante à do fosfato de ferro-lítio.

Porque o “desempenho” dos íons sódio e potássio é inerentemente inferior ao dos íons lítio. Pegue uma bateria feita de íons sódio e potássio, suaTensãoeCapacidade específicaAmbos são mais baixos (o produto destes dois é a densidade de energia).

Vejamos primeiro essa tensão.

Você sabe, as baterias de energia geralmente instaladas nos carros são chamadas de “baterias de cadeira de balanço” porque os íons oscilam entre os pólos positivo e negativo como uma cadeira de balanço. . .

Uh... Se esta afirmação for muito abstrata, então também podemos pensar no processo de carga e descarga da bateria como um deslocamento.O eletrodo positivo é a casa alugada, o eletrodo negativo é o prédio de escritórios e o trabalhador migrante é o íon metálico., é para elétrons e fica entre dois pontos e uma linha o dia todo.

Ei, pare de falar, pare de falar, eu me vejo. . .

A razão pela qual o lítio, o sódio e o potássio foram escolhidos como trabalhadores escolhidos é, obviamente, devido aos seus talentos extraordinários e ossos únicos.

Muitas pessoas dizem que é porque essas três pessoas são relacionadas pelo sangue. Elas são todas da família dos metais alcalinos e estão localizadas na primeira coluna da tabela de elementos químicos. A próxima geração de baterias pode ser adivinhada com os olhos fechados, devem ser íons de rubídio. . .

Mas esse não é realmente o caso.

Essencialmente, o que estamos observando é a atividade das propriedades químicas.Por exemplo, lítio, potássio, cálcio, sódio, magnésio e alumínio têm potenciais de eletrodo padrão mais baixos, indicando que é mais fácil perder elétrons.Use-os como baterias e a voltagem será maior.

Portanto, também podemos ver que entre esses elementos, o lítio, o sódio e o potássio são os melhores alunos entre os melhores alunos. Mas a questão é: por que apenas o lítio foi aquele que acabou sendo admitido na faculdade?

Isso tem que ser visto novamenteA capacidade específica refere-se à quantidade de eletricidade (número de cargas) por unidade de massa.Em outras palavras, em um bloco de material catódico, quanto mais partículas de lítio, sódio e potássio estiverem acondicionadas, maior será a capacidade específica.

Você deve saber que entre essa pilha de elementos metálicos, o lítio é o mais fino, ocupando o 3º lugar na lista de elementos químicos, enquanto o sódio é 11 e o potássio é 19. Quanto maior o peso, mais gordo ele será.

Portanto, na mesma sala você pode espremer mais íons de lítio do que sódio e potássio.Capacidade específicaedensidade de energiaNaturalmente é muito maior.

Então os íons sódio e potássio não seriam completamente inúteis? Não que eu possa dizer isso.

Na verdade, tudo pode ser “em cadeira de rodas” , o desempenho da bateria depende não apenas dos íons metálicos, mas também de todo o material do cátodo. Como todos sabemos, os materiais catódicos das baterias de íon-lítio são divididos em fosfato de ferro-lítio e lítio ternário. Eles também são lítio, e o lítio ternário tem melhor desempenho do que o fosfato de ferro-lítio.

Portanto, os íons sódio e potássio também podem alterar o material do cátodo para melhorar o desempenho. De modo geral, existem três tipos:Óxidos de metais de transição, compostos polianiônicoseAnálogo do azul da Prússia.

O lítio ternário mencionado acima é o primeiro tipo, o fosfato de ferro-lítio é o segundo tipo e, a julgar pelas soluções técnicas atuais, os íons de sódio e potássio usarão o terceiro tipo.Análogo Azul da Prússia。

Embora o nome pareça estranho, o análogo do azul da Prússia, como os dois irmãos anteriores, representa um composto, ou sejaFerrocianeto férrico. Se carregar dois íons metálicos, mostrará azul da Prússia, por isso é chamado de azul da Prússia. Se carregar um íon metálico, será chamado de branco da Prússia. . .

Ah, sim, as baterias de íon de sódio de Ningde costumavam usar branco da Prússia, enquanto as baterias de íon de potássio usavam azul da Prússia, porque experimentos mostraram que esta solução tem o melhor desempenho geral.

Em suma, combinadas com os análogos do azul da Prússia, as atuais baterias de íons de sódio e potássio podem atingir uma densidade de energia semelhante ao fosfato de ferro-lítio.

Mas mesmo assim,Atualmente, também é difícil para as baterias de íons de sódio e potássio substituir o fosfato de ferro-lítio.

Você sabe, a principal razão pela qual todo mundo os desenvolve é porque eles têm custos de fabricação mais baixos, porque esses dois produtos estão disponíveis em todos os lugares. Por exemplo, o sódio, encontro muito na minha cozinha, e o potássio, que é um fertilizante químico muito usado. nas zonas rurais.

O problema agora é que a vantagem de preço das baterias de sódio e potássio não é óbvia, porque o preço do lítio despencou. . .

Houve notícias há alguns dias de que o preço do carbonato de lítio caiu abaixo de 80.000 yuans/tonelada. Embora não seja tão barato quanto o cobre e o ferro, já é um sexto mais barato do que os 500.000 yuans/tonelada de dois anos atrás.

Para baterias de íons de potássio usando análogos do azul da Prússia, embora o material do eletrodo positivo seja barato, o separador, o eletrodo negativo e outros materiais são mais caros que o fosfato de ferro-lítio, portanto a vantagem de preço não é óbvia e pode até ser mais cara que o lítio . alto. . .

Para ser sincero, estou muito nervoso com isso.

E o maior problema está no processo,A atual consistência da produção de baterias de íons de sódio e potássio ainda é relativamente baixa.Se será possível alcançar desempenho de laboratório ainda é uma questão.

Pegue as baterias de íon de sódio que estão agora em produção em massa. Em teoria, elas são mais seguras do que as baterias de lítio e têm menos probabilidade de acender espontaneamente. No entanto, também existem proprietários de UP em Bilibili que conduziram experimentos de acupuntura feitos por eles mesmos e descobriram que ainda assim. tem riscos de segurança. (Esse cara é realmente feroz).

Portanto, pelo menos por enquanto, as baterias de íons de sódio e potássio podem ser mais adequadas para armazenamento de energia do que as baterias de energia de nossos carros elétricos. Mesmo que haja tecnologia e tecnologia suficientes para apoiá-las um dia no futuro, elas não poderão substituir as baterias. baterias de lítio ternárias de maior desempenho, porque o limite superior de materiais é muito.

Na verdade, para ser franco,Todo mundo está desenvolvendo vários tipos de baterias, não porque os íons de lítio não sejam bons, mas porque há muito pouco lítio.

Como o lítio é um metal raro, suas reservas no planeta são muito pequenas e estão concentradas na América do Sul. Além disso, depois de transformado em baterias, o lítio é difícil de reciclar e se esgotará mais cedo ou mais tarde.

Portanto, mesmo que o desempenho seja fraco, ainda precisamos desenvolver uma bateria barata e abundante para lidar com a possibilidade de escassez de lítio no futuro. Na pior das hipóteses, precisamos substituir a estação de bateria com mais frequência.

O surgimento das baterias de íons de potássio é principalmente para compensar a desvantagem de que as baterias de íons de sódio não podem usar eletrodos negativos de grafite.Portanto, o que ele substitui primeiro não é o lítio, mas o sódio.

Em suma, não importa o que aconteça, a julgar pela tecnologia atual, o sódio e o potássio são apenas substitutos do lítio. Se eles conseguirão fazer avanços no futuro depende se os irmãos em pesquisa e desenvolvimento de baterias podem se esforçar mais nisso.

Se realmente for desenvolvido um substituto para o fosfato de ferro-lítio, teremos que trocar de carro novamente, certo?