Nātrija jonu un litija jonu baterijas: kādas ir galvenās atšķirības
Nātrija jonu baterijas darbojas līdzīgi kā litija jonu akumulatori, taču atšķiras pēc enerģijas blīvuma, aukstuma noturības un drošības. Tehnoloģiju tirgū virza tādi ražotāji kā CATL un General Motors sadarbībā ar Peak Energy.
Baterijām, kas izmanto nātriju, un litija jonu akumulatoriem ir kopīgs darbības princips, taču tie atšķiras pēc sastāva, enerģijas blīvuma un lietojuma iespējām. Tehnoloģiju vietne Engadget salīdzinājusi abus veidus laikā, kad vairāki ražotāji, tostarp Ķīnas uzņēmums CATL un General Motors kopā ar Peak Energy, virza nātrija jonu bateriju plašāku ražošanu.
Kā baterijas darbojas
Abos gadījumos enerģija tiek uzkrāta un atdota, pārvietojot lādētas daļiņas starp negatīvo un pozitīvo elektrodu. Litija baterijā šo lomu pilda litija joni, nātrija baterijā — nātrija joni.
Enerģijas blīvums
Galvenā atšķirība ir enerģijas blīvums, proti, cik daudz enerģijas baterija uzkrāj attiecībā pret savu svaru un izmēru. Nātrija jonu elementi sasniedz apmēram 175 vatstundas uz kilogramu, kas ir par aptuveni 20–30 % mazāk nekā litija jonu elementiem. Litija fosfāta baterijām šis rādītājs ir 205 vatstundas, bet litija NMC (niķeļa, mangāna un kobalta oksīda) baterijām — 255. Nātrija joni ir lielāki un smagāki, tāpēc lielākām baterijām tas nozīmē neērtības ar vietu, turklāt šādi elementi darbojas ar zemāku spriegumu.
Izmaksas, aukstums un drošība
Nātrija lielākā priekšrocība ir pieejamība, jo tā ir daudz vairāk nekā litija. Tomēr izejvielu pārpilnība vēl nav pārtapusi masveida ražošanā, un litijam ir ievērojams pārsvars ražošanā un lietošanā. Arī citu komponentu, piemēram, niķeļa un mangāna, iegāde joprojām ir izaicinājums.
Aukstā laikā nātrija jonu baterijas ir labākas: pēc Starptautiskās Enerģētikas aģentūras (IEA) datiem tās saglabā 90 % kapacitātes pie mīnus 40 Fārenheita grādiem, savukārt litija jonu baterijām līdzīgā temperatūrā veiktspēja strauji krītas. Nātrija elementiem ir arī mazāks termiskās noskrejas risks, tie izdala mazāk siltuma un prasa mazāk aizsardzības sistēmu, taču tie nav ugunsdrošas.
Nākotnes perspektīvas
Pie nātrija tehnoloģijām strādā arī HiNa Battery Technology un Natron Energy (tagad Draslovka). Lielākā daļa uzņēmumu orientējas uz automašīnām, daži — uz datu centru barošanu. Perspektīvs sākums ir stacionārie uzkrājēji elektrotīklam, jo tiem nav tādu izmēra un svara ierobežojumu kā elektroauto. Autors uzskata, ka abas tehnoloģijas var papildināt viena otru, piemēram, ļoti aukstos apstākļos vai hibrīdos bateriju blokos.
