новости

Нет, чувак, с натрий-ионными аккумуляторами мы еще даже не разобрались, а калий-ионные уже здесь?

Недавно вышла калий-ионная батарея 18650 от компании Group 1. Говорят, что ее можно использовать по более низкой цене, чем литий-ионные батареи.Плотность энергии достигает 160-180 Втч/кг. . Что это за концепция?БИДЛитий-железо-фосфатная аккумуляторная батарея имеет емкость всего 140 Втч/кг. . .

То же самое касается ранее рекламируемой натрий-ионной батареи, плотность энергии которой может достигать 160 Втч/кг. Даже натрий-ионная батарея второго поколения Ningde емкостью 200 Втч/кг уже находится в стадии разработки.

Блин, неужели от литий-ионных аккумуляторов скоро откажутся?

Эй~ все не так просто.

Прежде всего, мы должны исправить это сравнение. «Плотность энергии» действительно имеет место. «Плотность энергии аккумуляторной батареи»и «Плотность энергии клетки»Существует два типа. Аккумуляторный блок имеет больше корпусов, чем ядро ​​аккумулятора, поэтому его стоимость, естественно, намного ниже.

Упомянутые выше натриевые и калий-ионные батареи относятся к «Плотность энергии элемента», в то время как блейд-аккумуляторы BYD обычно относятся к «плотности энергии аккумуляторного блока», поэтому ее нельзя сравнивать таким образом.

Согласно современному техническому уровню,В лучшем случае ионы натрия и калия могут достичь плотности энергии, аналогичной плотности энергии фосфата лития-железа.

Потому что «производительность» ионов натрия и калия по своей сути уступает ионам лития. Возьмем батарейку, состоящую из ионов натрия и калия, ееНапряжениеиУдельная мощностьОба ниже (произведение этих двух и есть плотность энергии).

Давайте сначала посмотрим на это напряжение.

Знаете, силовые батареи, обычно устанавливаемые в автомобилях, называются «батареями-качалками», потому что ионы качаются между положительным и отрицательным полюсами, как в кресле-качалке. . .

Э-э... Если это утверждение слишком абстрактно, то мы также можем думать о процессе зарядки и разрядки аккумулятора как о поездке на работу.Положительный электрод — арендованный дом, отрицательный — офисное здание, а рабочий-мигрант — ион металла., это для электронов, и он весь день остается между двумя точками и одной линией.

Эй, перестань говорить, перестань говорить, я вижу себя. . .

Причина, по которой литий, натрий и калий были выбраны в качестве избранных рабочих, конечно, в их исключительных талантах и ​​уникальном костном составе.

Многие говорят, что это потому, что эти три человека связаны кровным родством. Все они из семейства щелочных металлов и расположены в первом столбце таблицы химических элементов. Следующее поколение аккумуляторов можно догадаться с закрытыми глазами, это должны быть ионы рубидия. . .

Но на самом деле это не так.

По сути, мы наблюдаем активность химических свойств.Например, литий, калий, кальций, натрий, магний и алюминий имеют более низкие стандартные электродные потенциалы, что указывает на то, что они легче теряют электроны.Используйте их как батарейки, и напряжение будет выше.

Итак, мы также можем видеть, что среди этих элементов литий, натрий и калий являются лучшими студентами среди лучших студентов. Но вопрос в том, почему в конце концов в колледж был принят только литий?

Это нужно увидеть еще разУдельная мощность обозначает количество электроэнергии (количество зарядов) на единицу массы.Другими словами, чем больше частиц лития, натрия и калия упаковано в блок катодного материала, тем выше будет удельная емкость.

Вы должны знать, что среди этой груды металлических элементов литий — самый тонкий, занимая 3-е место в списке химических элементов, натрий — 11, а калий — 19. Чем больше вес, тем толще он будет.

Следовательно, в одной комнате можно сжать больше ионов лития, чем натрия и калия.Удельная мощностьиплотность энергииЕстественно, она намного выше.

Разве тогда ионы натрия и калия не окажутся совершенно бесполезными? Не то чтобы я мог это сказать.

На самом деле всё может быть «инвалидным» , работоспособность батареи зависит не только от ионов металлов, но и от всего материала катода. Как мы все знаем, катодные материалы литий-ионных батарей делятся на литий-железо-фосфат и тройной литий. Они также являются литием, а тройной литий имеет лучшие характеристики, чем литий-железо-фосфат.

Таким образом, ионы натрия и калия также могут изменять материал катода для улучшения характеристик. Вообще говоря, существует три типа:Оксиды переходных металлов, полианионные соединенияиАналог берлинской лазури.

Упомянутый выше тройной литий относится к первому типу, литий-железофосфат - ко второму типу, а, судя по современным техническим решениям, ионы натрия и калия будут использовать третий тип.Прусский синий аналог。

Хотя название звучит странно, аналог берлинской лазури, как и два предыдущих брата, представляет собой соединение, то естьФерроцианид железа. Если он несет два иона металла, он будет окрашен в берлинскую лазурь, поэтому его называют берлинской лазурью. Если он несет один ион металла, он будет называться берлинской белизной. . .

Ах, да, в натрий-ионных батареях Нингде раньше использовалась берлинская белила, а в калий-ионных батареях использовалась берлинская синь, потому что эксперименты показали, что это решение имеет наилучшие общие характеристики.

Короче говоря, в сочетании с аналогами берлинской лазури современные натриевые и калий-ионные батареи могут достичь плотности энергии, аналогичной литий-железо-фосфатному.

Но даже в этом случае,В настоящее время натриевым и калий-ионным батареям также трудно заменить литий-железо-фосфатные аккумуляторы.

Знаете, основная причина, по которой все их разрабатывают, заключается в том, что они имеют более низкие производственные затраты, потому что эти два продукта доступны повсюду. Например, натрий, который я могу найти в большом количестве на своей кухне, и калий, который является широко используемым химическим удобрением. в сельской местности «растительная зола».

Проблема сейчас в том, что ценовое преимущество натриевых и калиевых батарей неочевидно, поскольку цена лития резко упала. . .

Несколько дней назад появилась новость о том, что цена на карбонат лития упала ниже 80 000 юаней за тонну. Хотя он не так дешев, как медь и железо, он уже на одну шестую дешевле, чем 500 000 юаней за тонну два года назад.

Для калий-ионных батарей используются аналоги берлинской лазури, хотя материал положительного электрода дешев, сепаратор, отрицательный электрод и другие материалы дороже, чем литий-железо-фосфат, поэтому ценовое преимущество не очевидно и может даже быть дороже, чем литий. . высокий. . .

Честно говоря, я очень нервничаю по этому поводу.

И большая проблема заключается в самом процессе,Текущая стабильность производства натриевых и калий-ионных аккумуляторов все еще остается относительно плохой.Сможет ли он достичь лабораторных показателей, все еще остается вопросом.

Возьмем, к примеру, натрий-ионные аккумуляторы, которые сейчас находятся в массовом производстве. Теоретически они безопаснее литиевых и с меньшей вероятностью самовозгораются. Однако на Билибили есть и владельцы UP, которые провели самодельные эксперименты по иглоукалыванию и обнаружили, что они все же есть. есть угроза безопасности. (Этот парень действительно свирепый).

Так что, по крайней мере, на данный момент, натриевые и калий-ионные батареи могут быть более подходящими для хранения энергии, чем аккумуляторы наших электромобилей. Даже если будет достаточно технологий и технологий, чтобы поддерживать их в будущем, они не смогут заменить аккумуляторы. более производительные тройные литиевые батареи, потому что верхний предел материалов очень велик.

На самом деле, если говорить прямо,Все разрабатывают различные типы аккумуляторов не потому, что литий-ионы плохие, а потому, что лития слишком мало.

Поскольку литий — редкий металл, его запасы на Земле очень малы и сосредоточены в Южной Америке. Более того, после переработки в батареи литий трудно перерабатывать и рано или поздно он будет израсходован.

Поэтому, даже если производительность низкая, нам все равно необходимо разработать дешевую и многочисленную батарею, чтобы справиться с возможной нехваткой лития в будущем. В худшем случае нам придется чаще заменять аккумуляторную станцию.

Появление калий-ионных батарей в основном призвано компенсировать тот недостаток, что в натрий-ионных батареях нельзя использовать графитовые отрицательные электроды.Так что в первую очередь он заменяет не литий, а натрий.

Короче говоря, несмотря ни на что, судя по нынешним технологиям, натрий и калий — лишь заменители лития. Смогут ли они совершить прорыв в будущем, зависит от того, смогут ли братья по исследованиям и разработкам аккумуляторов приложить к этому больше усилий.

Если заменитель литий-железофосфата действительно будет разработан, нам придется снова менять наши автомобили, не так ли?