Учёные заявили о появлении конкурента литий-ионных батарей

Учёные заявили о появлении конкурента литий-ионных батарей

Исследователи японского Технологического института Нагоя продемонстрировали эффективный компонент конструкции натрий-ионных батарей (sodium-ion battery), способных оказать конкуренцию традиционным литий-ионным батареям на коммерческом рынке. В частности, конкуренцию по целому ряду эксплуатационных характеристик, включая скорость зарядки и время работы под нагрузкой.

Падение популярности аккумуляторов LI-ION  

Популярность литий-ионных аккумуляторов очевидна. Этот вид АКБ имеет ряд преимуществ — способности перезарядки и широкий спектр применения. Литий-ионные АКБ традиционно используются:

  • в ноутбуках и планшетах,
  • в мобильных телефонах,
  • в конструкциях гибридных и полностью электрических автомобилей.

Электромобиль рассматривается жизненно важной технологией, которая обеспечивает существенное снижение загрязнений сельских районов. Этот вид транспорта, выступая экологически чистой конструкцией, призван исполнять значимую роль в решениях, связанных с энергетическим и экологическим кризисами.

Между тем недостатком литий-ионных аккумуляторов видится ограниченный ресурс. Мало того, что производство таких батарей дорогостоящее, годовой объём производства ограничен технически по причине процесса сушки.  Учитывая возросший спрос на устройства с аккумуляторным питанием, в том числе на электромобили, необходимость альтернативы литию (дешевой и массовой) становится насущной проблемой.

Натрий-ионные батареи привлекательная альтернатива по отношению  к литий-ионным аккумуляторам по нескольким причинам. Ресурсы натрия  (земной коры и морской воды) практически не ограничены. Кроме того, компоненты АКБ, выполненные на основе натрия, отличаются сниженным временем зарядки, учитывая соответствующую конструкцию кристаллической структуры.

Технологические особенности на случай замены

Тем не менее, совсем непросто взять и заменить натрием литий, используемый в конструкциях современных аккумуляторов. Обусловлена сложность замены несколько отличной структурой и размерами ионов, а также немного другим химическим составом. Поэтому исследователям приходится изыскивать лучший материал для натриевой батареи методом проб и ошибок, рассматривая огромное количество разных материалов.

И вот, учёные «NITech» нашли рациональный, эффективный способ решения проблемы. Анализ более 4300 соединений, взятых из базы данных кристаллической структуры, привёл к благоприятным результатам — определению многообещающего «кандидата» в качестве компонента натрий-ионной батареи (Na-Ion Battery). Исследования позволили установить, что «Na2V3O7» демонстрирует желательные электрохимические характеристики, а также кристаллические и электронные структуры.

Этот состав демонстрирует высокую скорость зарядки до полного рабочего уровня всего за 6 минут. Кроме того, в рамках исследований демонстрировались свойства соединения приводить к длительному времени автономной работы в режиме питания нагрузки.


При помощи информации: NiTech