Was ist eine Natrium-Ionen-Batterie?

Lithium-Ionen-Batterien und Blei-Säure-Batterien sind Ihnen sicher nicht fremd, denn sie begleiten die Menschheit schon seit langem. Aber mit der Entwicklung der Zeit sind Lithium-Ionen- und Blei-Säure-Batterien nur schwer in der Lage, die wachsenden Bedürfnisse der Menschen zu erfüllen. Die Entwicklung anderer Arten von chemischen Batterien steht unmittelbar bevor, und die Menschen wenden sich wieder den Natrium-Ionen-Batterien zu. Was also ist eine Natrium-Ionen-Batterie?

Was ist eine Natrium-Ionen-Batterie?

Natrium-Ionen-Batterien sind wiederaufladbare Batterien, die als SIB oder NIB abgekürzt werden. Natrium-Ionen-Batterien wurden bereits in den frühen 1970er Jahren entwickelt. Damals wurden ihre kommerziellen Aussichten jedoch von Lithium-Ionen-Batterien überschattet, was zu einer Stagnation in der Entwicklung von Natriumbatterien führte. Erst in den frühen 2010er Jahren traten Natrium-Ionen-Batterien wieder ins Rampenlicht.

Zu den Bestandteilen einer Natrium-Ionen-Batterie gehören Anode, Kathode, Elektrolyt usw. Zu den Anoden gehören Kohlenstoff, Graphen, Kohlenstoffarsenid, Metalle, Metalllegierungen, Oxide, Molybdändisulfid usw. Wie erzeugen diese Bestandteile nun Strom?

Wie funktioniert eine Natriumbatterie?

Wir wissen, dass Lithium-Ionen-Batterien ebenfalls wiederaufladbar sind, und wir haben ihr Funktionsprinzip bereits besprochen. Das Funktionsprinzip der Natrium-Ionen-Batterie ist dem der Lithium-Ionen-Batterie sehr ähnlich. Das Aufladen und Entladen erfolgt ebenfalls durch die Bewegung von Natriumionen zwischen der positiven und der negativen Elektrode. Während des Ladevorgangs bewegen sich die Natriumionen von der Kathode zur Anode. Umgekehrt wandern die Natriumionen beim Entladen der Batterie von der Anode zurück zur Kathode.

Natrium-Ionen-Batterien Arbeitsprinzip

Vorteile von Natrium-Ionen-Batterien

Sie sind sicher auch neugierig, welche Vorteile Natrium-Ionen-Batterien wieder in den Fokus von Forschung und Entwicklung gerückt haben.

Reiche Ressourcen

Im Vergleich zu Lithium, das nur 0,0065% der Erdkruste ausmacht, sind die Natriumressourcen mit 2,75% wesentlich reichhaltiger. Außerdem sind sie nicht auf einige wenige Länder konzentriert, sondern gleichmäßig über den gesamten Globus verteilt.

 Sicherheit Leistung

Lithium-Batterien sind stabiler als Blei-Säure-Batterien, aber Sie haben vielleicht schon davon gehört, dass Lithium-Batterien Feuer fangen und explodieren. Daher haben die Forscher Natriumbatterien allen Tests unterzogen, die auch Lithiumbatterien durchlaufen, um insbesondere ihre Sicherheit zu bewerten. Die Ergebnisse waren recht ermutigend: Natriumbatterien haben sich als chemisch stabiler erwiesen als Lithiumbatterien und fangen selbst unter solch strengen Bedingungen weder Feuer noch explodieren sie.

Bessere Leistung bei niedrigen Temperaturen

Natriumbatterien haben einen sehr weiten Betriebstemperaturbereich und können bei Temperaturen von -40°C bis 80°C normal geladen und entladen werden. Diese Leistung ist die perfekte Lösung für das Problem, dass bestimmte wiederaufladbare Batterien in kalten Regionen nicht richtig funktionieren.

Schnell-Lade-Fähigkeit

Aus den auf dem Markt befindlichen Produkten geht hervor, dass Natrium-Ionen-Batterien eine hervorragende Schnellladefähigkeit besitzen. Sie können in nur 15 Minuten bis zu 90% aufgeladen werden. Diese Fähigkeit verkürzt die Wartezeiten für die Nutzer erheblich.

Umweltverträgliche Energie

Natrium-Ionen-Batterien haben extrem geringe Auswirkungen auf die Umwelt und stellen eine neue Art von grüner und umweltfreundlicher Energie dar.

Kosten

Wir sollten uns darüber im Klaren sein, dass Natriumressourcen im Überfluss vorhanden sind. Obwohl der derzeitige Preis von Natrium-Ionen-Batterien noch nicht den idealen Punkt erreicht hat, wird erwartet, dass sie mit dem Fortschritt der Technologie niedrigere Kosten als Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien bieten werden, indem sie ihre inhärenten Vorteile nutzen.

Nachteile von Natrium-Ionen-Batterien

Die Energiedichte

Die derzeitige Energiedichte von Natrium-Ionen-Batterien ist nicht sehr hoch, und ihr Volumen und Gewicht sind relativ groß. Mit den laufenden Verbesserungen der Elektrodenmaterialien und des Batteriedesigns durch die Forscher wird jedoch erwartet, dass ihre Energiedichte in Zukunft deutlich steigen wird.

Zyklus Leben

Derzeit haben Natrium-Ionen-Batterien im Allgemeinen eine Lebensdauer von etwa 3000 Ladezyklen. Verglichen mit der ausgereifteren Technologie der Lithiumbatterien gibt es noch erheblichen Spielraum für Verbesserungen bei der Lebensdauer des Zyklusund es wird erwartet, dass sie in dieser Hinsicht schnell vergleichbar werden.

Marktreife

Im Vergleich zu Lithium- und Blei-Säure-Batterien ist die Technologie der Natrium-Ionen-Batterien noch nicht so ausgereift. Die Herstellungs- und Lieferketten für Natrium-Ionen-Batterien sind noch nicht gut etabliert, und ihre Anwendung auf dem Markt ist relativ begrenzt. Es wird länger dauern, bis sie vollständig kommerzialisiert sind.

Wofür können die Natrium-Ionen-Batterien verwendet werden?

Die Rohstoffe für Natrium-Ionen-Batterien sind reichlich vorhanden und kostengünstig. Aufgrund ihrer geringeren Energiedichte eignen sie sich jedoch besonders für Anwendungen, bei denen Gewicht und Volumen keine kritischen Anforderungen darstellen, wie z. B. große Energiespeichersysteme, Elektrofahrzeuge mit niedriger Geschwindigkeit, Industriefahrzeuge usw.

Natrium-Ionen-Batterie Anwendung

Was ist die Zukunft der Natriumbatterien?

Natrium-Ionen-Batterien stellen eine vielversprechende Energiespeichertechnologie dar, aber ihre Industrialisierung befindet sich derzeit auf einem niedrigen Niveau, und der Vorteil der niedrigen Rohstoffkosten konnte noch nicht vollständig genutzt werden. 

Durch Innovationen und Verbesserungen bei den Materialien kann die Leistung der Batterien weiter gesteigert werden, einschließlich Energiedichte, Lebensdauer und Lade-/Entladeeffizienz. 

Darüber hinaus bedeutet der Vorteil der reichlich vorhandenen Ressourcen in Verbindung mit Fortschritten bei den Produktionsverfahren, dass Natrium-Ionen-Batterien die Herstellungskosten erheblich senken könnten, sobald sie in großem Maßstab produziert werden. 

Insgesamt ist zu erwarten, dass sie über Elektrofahrzeuge mit geringer Geschwindigkeit und Energiespeichersysteme hinaus schnell in einer Vielzahl von Bereichen Anwendung finden werden.

Natriumbatterie Ressource

Natrium-Ionen-Batterie vs. Lithium-Ionen-Batterie

Vergleiche zwischen ähnlichen Batterietypen sind unvermeidlich. Bei der Auswahl eines Akkus wollen Sie auch wissen, welcher Typ das beste Preis-Leistungs-Verhältnis für Ihre Geräte bietet. Im Folgenden werden wir sie kurz mit Lithium-Ionen-Batterien vergleichen. Wenn Sie ausführlichere Informationen wünschen, lesen Sie bitte den Artikel "Natrium-Ionen-Batterie vs. Lithium-Ionen-Batterie.”

Natrium-Ionen-Batterie VS. Lithium-Ionen-Akku

Die Energiedichte

Derzeit ist die Energiedichte von Natrium-Ionen-Batterien etwas geringer als die von Lithium-Ionen-Batterien. Mit dem technologischen Fortschritt nimmt die Energiedichte von Natriumbatterien jedoch allmählich zu, und es wird erwartet, dass sie innerhalb der nächsten zwei Jahre zu den Lithium-Ionen-Batterien aufschließen werden.

Preis

Die Rohstoffe für Natrium-Ionen-Batterien sind reichlich vorhanden und preiswert, und es wird erwartet, dass ihre Gesamtkosten in Zukunft niedriger sein werden als die von Lithium-Ionen-Batterien.

Nutzungsdauer

Die Lebensdauer von Natrium-Ionen-Batterien ist kürzer als die von Lithium-Ionen-Batterien.

Natrium-Ionen-Batterie vs. Blei-Säure-Batterie

Wenn Sie sich eingehender mit den Vor- und Nachteilen von beidem beschäftigen möchten, lesen Sie bitte den Artikel "Was ist besser? | Natrium-Ionen-Batterie vs. Blei-Säure-Batterie".

Natrium-Ionen-Batterie VS Blei-Säure-Batterie

Die Energiedichte

Die Energiedichte von Natrium-Ionen-Batterien ist höher als die von Blei-Säure-Batterien.

Preis

Blei-Säure-Batterien haben einen sehr niedrigen Preis. Wenn Natrium-Ionen-Batterien vollständig kommerzialisiert sind, werden ihre Preise voraussichtlich niedriger sein als die von Blei-Säure-Batterien.

Nutzungsdauer

Natrium-Ionen-Batterien haben eine längere Lebensdauer als Blei-Säure-Batterien.

Wer stellt Natrium-Ionen-Batterien her?

Obwohl Natrium-Ionen-Batterien noch nicht weit verbreitet sind, gibt es bereits eine ganze Reihe von Herstellern, die sich mit der Forschung, Entwicklung und Produktion auf dem Markt beschäftigen. Welche Unternehmen stellen also Natrium-Ionen-Batterien her?

Altris AB

BYD

CATL

Faradion Limited

HiNA Battery Technology Unternehmen

KPIT-Technologien

Natron-Energie

Nordvolt

TIAMAT

Für weitere Informationen über Hersteller von Natrium-Ionen-Batterien, klicken Sie bitte auf diesen Artikel "Die führenden Natrium-Ionen-Batterie-Unternehmen der Welt“.

FAQ

Werden Natrium-Ionen-Batterien das Lithium ersetzen?

Obwohl Natrium-Ionen-Batterien viele Vorteile haben, werden sie die Lithium-Ionen-Batterien kurzfristig nicht ersetzen. Das liegt daran, dass ihre Technologie noch nicht ausgereift genug ist und der Grad der Kommerzialisierung weiter ausgebaut werden muss. In bestimmten Marktsegmenten und Anwendungsszenarien können Natrium-Ionen-Batterien mehr Vorteile haben. In Bereichen, in denen eine hohe Energiedichte und schnelle Ladegeschwindigkeiten erforderlich sind, müssen Natrium-Ionen-Batterien jedoch noch weiter entwickelt werden.

Warum verwenden wir keine Natrium-Ionen-Batterien?

Obwohl Natrium-Ionen-Batterien in kostensensiblen Sektoren beliebt sind, ist ihre Energiedichte nicht hoch genug und die Energiemenge, die sie speichern können, relativ gering, so dass sie für den Einsatz in tragbaren elektronischen Geräten oder Elektrofahrzeugen nicht geeignet sind. 

Außerdem ist diese Technologie noch nicht ausgereift, und die Lieferkette und die Produktionsinfrastruktur sind noch nicht ausreichend entwickelt und stabil, so dass die Produktionskosten noch nicht auf den erwarteten Umfang gesenkt werden konnten.

Es ist davon auszugehen, dass Natrium-Ionen-Batterien in Zukunft, wenn die Technologie Fortschritte macht und die Kosten weiter gesenkt werden, ihre Marktnische finden, sich auf dem Anwendungsmarkt durchsetzen und zu einer bevorzugten Wahl werden.

Wird Tesla Natrium-Ionen-Batterien verwenden？

Tesla hat zwar keine Neuigkeiten über seine Pläne zur Verwendung von Natrium-Ionen-Batterien bekannt gegeben. Aber in Anbetracht seiner kontinuierlichen Erforschung verschiedener Batterietechnologien zur Verbesserung der Produktleistung und Kosteneffizienz. Wenn Natrium-Ionen-Batterien ihre Leistung, einschließlich Energiedichte, Zykluslebensdauer, Lade- und Entladerate, verbessern und die Kosten weiter senken können, die Lieferkette verbessern usw. Tesla sollte die Einführung dieser Technologie in Betracht ziehen.

Schlussfolgerung

Hier geht es um den Inhalt von Natrium-Ionen-Batterien, von der Definition, dem Funktionsprinzip, den Vor- und Nachteilen und den Anwendungen bis hin zum Vergleich mit ähnlichen Batterietypen. Ich hoffe, dass es Ihr Verständnis für Natrium-Ionen-Batterien verbessern kann. Ihre Meinung ist ebenfalls willkommen.