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앞으로 리튬 이온 전지를 대체 할 나트륨 이온 배터리가있을 것인가?

2017-10-13


리튬 이온 배터리는 비 에너지, 고전압, 고효율,자가 방전 없음, 메모리 효과 및 기타 많은 장점으로 인해 수십 년 동안 발명되어 왔으며, 모든 산업 분야에서 최초로 선택되었습니다. 그러나, 전극 재료 자원 (리튬)은 미래에 부족에 직면하게 될 것입니다. 이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 지구상의 두 번째 가벼운 금속 원소 인 나트륨에 초점을 맞추어 에너지 저장 기술 분야에서 사용합니다. 앞으로 리튬 이온 배터리를 대체 할 나트륨 이온 배터리가 있을까요?


나트륨 이온 전지의 작동 원리


나트륨 이온 건전지의 작동 원리는 리튬 이온 건전지와 유사하다, 그것은 긍정과 부정 사이 나트륨 이온의 묻힌 과정에 의하여 충전과 출력 과정을 달성한다. 정상적인 충 방전 공정의 경우, 양극과 음극 사이에 나트륨 이온이 삽입 됨으로써 전극 재료의 기본 화학 구조가 파괴되지 않는다.

리튬 이온 전지에 비해 나트륨 이온 전지는 다음과 같은 장점이 있습니다.


첫째, 리튬과 비교하여, 나트륨은 비슷한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있으며 풍부한 매장량과 저렴한 가격을 가지고있다.
둘째, 원칙적으로, 나트륨 이온 배터리의 충전 시간은 리튬 이온 배터리의 충전 시간의 1/5로 단축 될 수있다.
셋째, 나트륨 염의 특성은 비용을 줄일 수있는 전해질의 낮은 농도의 사용을 허용합니다;

넷째, 나트륨 이온은 알루미늄과 합금을 형성하지 않으며, 알루미늄 호일은 집 전체로서 음극에 사용될 수있어 비용과 배터리 중량을 줄일 수있다.


이 2 년 동안 나트륨 이온 배터리는 업계에서 더 많은 주목을 받았습니다.


2016 년 4 월 소주 대학교의 연구원과 독일의 플랭크 솔리드 스테이트 연구소는 황 전도성 tio2 나노 튜브 어레이를 개발하여 전자 전도성을 크게 향상 시켰습니다.
2016 년 8 월, 독창적 인 대학의 연구자들은 새로운 유형의 금속 황화물 애노드 재료를 합성하여 우수한 사이클 성능과 배율 성능을 보여주었습니다.
2017 년 2 월 중국 과학원 물리학 연구소의 연구자들은 간단한 분쇄 및 1 단계 탄화로 우수한 저장 용량을 갖춘 탄소 양극 재료를 얻기 위해 저렴한 비용의 무연탄을 사용했다.

스탠포드 대학의 연구자들은 2017 년 10 월에 리튬 이온 배터리로 80 %의 비용으로 에너지를 저장할 수있는 나트륨 이온 배터리를 새로 개발했습니다.


위의 연구 외에도 많은 과학자들이 2017 년에 나트륨 이온 배터리의 양극 및 음극 물질에 대한 연구를 수행했으며 이에 따라 나트륨 이온 배터리 연구가 본격적으로 진행되었다.


나트륨 이온 전지의 전망


중요한 에너지 저장 전지의 일종 인 나트륨 이온 전지는 높은 비 에너지, 우수한 안전 성능, 저렴한 가격 등의 장점을 가지고있어 에너지 저장 분야에서 리튬 이온 전지의 대체품이 될 것으로 기대됩니다. 가장 중요한 특징은 고가의 리튬 이온 대신에 na +를 사용하는 것이며, 나트륨 이온에 적응하기 위해서는 음극 물질, 양극 물질, 전해질 및 심지어 첨가물 (t3p, hexanetriazole 등)도 상응하는 변화를 가져야합니다. 따라서 나트륨 이온 배터리의 산업화를 달성하기 위해 대규모, 높은 안전성, 저렴한 비용, 높은 에너지, 높은 전력 밀도 및 긴 수명의 목표를 달성하기 위해 여전히 해결해야 할 많은 문제들이있다.


소주 yacoo 과학 공동으로 편집.


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