Vergleich der Vor- und Nachteile zwischen Lithium-Ionen-Akku und Natrium-Ionen-Akku.Chinas Batterien werden hauptsächlich in drei Branchen eingesetzt, nämlich Elektrofahrzeuge, Energiespeicher und Unterhaltungselektronik.Um diese drei Richtungen herum hat sich insbesondere in den letzten Jahren der Bereich der Elektrofahrzeuge und Energiespeicherung rasant entwickelt, wobei der Schwerpunkt auf Lithium-Ionen-Batterien liegt.Im Vergleich zu Lithium ist Natrium in der Natur weit verbreitet und relativ einfach zu beschaffen, aber der frühe Prototyp der Natrium-Ionen-Batterie weist die Eigenschaften geringer Leistung und kurzer Lebensdauer auf.Jetzt ist die Natriumionenbatterie eine neue vielversprechende Richtung geworden.Dieser Artikel analysiert die Vor- und Nachteile von Lithium-Ionen-Akkus und Natrium-Ionen-Akkus.
Funktionsprinzip und Vorteile der Natrium-Ionen-Batterie
Prinzip:Beim Laden und Entladen wird Na + zwischen den beiden Elektroden hin und her eingelagert und wieder entfernt: Beim Laden wird Na + von der positiven Elektrode entfernt und durch Elektrolyt in die negative Elektrode eingelagert;Beim Entladen ist es umgekehrt.
Vorteile:
(1) Die Rohmaterialien für Natriumsalz sind reichlich vorhanden und billig.Verglichen mit dem ternären Kathodenmaterial der Lithium-Ionen-Batterie werden die Rohstoffkosten um die Hälfte reduziert;
(2) Aufgrund der Eigenschaften von Natriumsalz ist es erlaubt, Elektrolyte mit niedriger Konzentration zu verwenden (bei derselben Elektrolytkonzentration ist die Leitfähigkeit von Natriumsalz etwa 20 % höher als die von Lithiumelektrolyten), um die Kosten zu senken;
(3) Natriumionen bilden keine Legierung mit Aluminium.Als Kollektor für die negative Elektrode kann Aluminiumfolie verwendet werden, was die Kosten weiter um etwa 8 % und das Gewicht um etwa 10 % reduzieren kann;
(4) Aufgrund der Entladeeigenschaften von Natriumionenbatterien ist keine Natriumionenentladung zulässig.Die Energiedichte von Natriumionenbatterien ist größer als 100 Wh / kg, was mit Lithium-Eisenphosphat-Batterien vergleichbar ist, aber ihr Kostenvorteil liegt auf der Hand, der voraussichtlich die herkömmliche Blei-Säure-Batterie in großen Energiespeichern ersetzen wird.

Vergleich der Vor- und Nachteile zwischen Lithium-Ionen-Akku und Natrium-Ionen-Akku
1. Die internen Ladungsträger der Batterie sind unterschiedlich.Die Lithiumbatterie wird durch die Bewegung und Umwandlung von Lithiumionen zwischen der positiven und der negativen Elektrode geladen und entladen, während die Natriumionenbatterie durch das Einbetten und Ablösen von Natriumionen zwischen der positiven und der negativen Elektrode geladen und entladen wird.Tatsächlich sind die Arbeitsprinzipien der beiden gleich.
2. Aufgrund des unterschiedlichen Ionenradius ist die Leistung von Natrium-Ionen-Batterien weitaus geringer als die von Lithium-Ionen-Batterien;Die negative Elektrode von Lithiumionen kann Graphit bilden, aber Natriumionen können kaum in Graphit eingebettet / eingebettet werden, und die Kapazität ist sehr gering;Andere Kohlenstoffmaterialien können nach der Behandlung bis zu etwa 300 MAH erreichen;Die Kapazität der Ionen in der positiven Elektrode ist sehr klein, nur mehr als 100 MAH;Der Widerstand der Natriumionen-Interkalation/De-Interkalation in den positiven und negativen Elektroden ist sehr groß, was von dem großen Radius herrührt;Schlechte Reversibilität und großer irreversibler Kapazitätsverlust.

Aktuelle Situation der Natrium-Ionen-Batterieindustrie in China
Natrium-Ionen-Batterien sind eine aufstrebende Industrie.Es kann mehr Forschung und Entwicklung erfordern, um die Rose der Zeit zum Blühen zu bringen.Derzeit beschleunigt sich die Industrialisierung von Natriumbatterien in China.Im Januar 2019 trat die von Liaoning XingKong Sodium Electric Battery Co., Ltd. in Anshan unabhängig entwickelte Natrium-Ionen-Batterie kürzlich in die Massenproduktionsphase ein.Die weltweit erste Produktionslinie für Natriumionenbatterien wurde in Betrieb genommen, und der jährliche Produktionswert wird nach der Großproduktion voraussichtlich 10 Milliarden Yuan überschreiten.
Aus Sicht der Industrie steckt die Industrialisierung von Natriumbatterien noch in den Kinderschuhen.Viele Forschungsergebnisse kursieren nur in Hochschulen und Forschungsinstituten, bis sie tatsächlich in die Praxis umgesetzt werden, wird noch einige Zeit vergehen – manche Forscher sagen sogar, dass Natrium-Ionen-Batterien keine Chance haben, bis die Lithiumvorräte der Erde erschöpft sind.Wie die Technologie der künstlichen Intelligenz wird die Natriumbatterie am Anfang möglicherweise nicht bevorzugt und kann nur in der akademischen Schule verbreitet werden, aber sie kann eines Tages eine Mutation haben und schnell in der Industrie landen.Dies ist sehr gut möglich, weshalb Natriumbatterien tatsächlich die hohe Aufmerksamkeit zukunftsorientierter Unternehmer und Investoren verdienen.
Die Natrium-Ionen-Batterie ist eine der wichtigen Entwicklungsrichtungen von Energiespeicherbatterien in der Zukunft.Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Natriumionen-F&E-Technologie wird sich der Kommerzialisierungsprozess von Natriumionenbatterien weiter beschleunigen.Vielleicht wird erwartet, dass das Layout dieses Feldes im Voraus die Führung im Bereich der neuen Energiebatterien übernimmt.Natürlich scheint es zu früh zu sagen, dass Natrium-Ionen-Batterien Lithium-Batterien ersetzen.