1. Natriumionen funktionieren besser bei niedrigen Temperaturen. K\u00f6nnen jetzt wirklich 160wh\/kg erreicht werden?
\nTheoretisch kann dies erreicht werden. Es werden jedoch keine Parameter f\u00fcr die Zyklusdauer angegeben. Die derzeitige Zyklenstabilit\u00e4t ist nicht gut. Die auf dem Markt befindlichen Elektrofahrzeuge ben\u00f6tigen 2.000 Zyklen, aber die derzeitige Forschung kann nur 1.000 Zyklen zulassen. 160wh\/kg. Es k\u00f6nnen schnell 80% der Batterie in 15 Minuten geladen werden, was theoretisch kein Problem darstellt. Die Situation bei niedrigen Temperaturen ist besser, da die Zusammensetzung und die Parameter des Materials nicht bekannt sind, also seien Sie misstrauisch. Natriumbatterien sind gr\u00f6\u00dfer als Lithiumbatterien, ihre dynamische Leistung ist relativ schlecht, und die Bewegung der Natriumionen ist langsamer. Natriumionen werden auch durch niedrige Temperaturen beeintr\u00e4chtigt. Im Allgemeinen ist die Leistung von Natrium-Ionen bei niedrigen Temperaturen schlechter als die von Lithium-Ionen, aber ich wei\u00df nicht, ob CATL neue Technologien eingef\u00fchrt hat.<\/p>\n
2. Welches sind die wichtigsten Faktoren, die die Zykluslebensdauer beeinflussen? Wie viel Raum f\u00fcr Verbesserungen gibt es beim Indikator f\u00fcr die Zykluslebensdauer, und wann kann man davon ausgehen, dass er die Zykluslebensdauer eines Energiespeichers erf\u00fcllen kann?Strukturelle Stabilit\u00e4t der positiven und negativen Elektrodenmaterialien. Die reversible Drag-Interkalation von Natriumionen macht das Kathodenmaterial zu einem kosteng\u00fcnstigen Material, das sich ver\u00e4ndern kann. Einige Materialien sind relativ stabil, so dass sie die Zyklusdauer aufrechterhalten k\u00f6nnen. Die Zirkulation von Natriumionen ist nicht so gut wie bei anderen Materialien, vor allem weil das Volumen zu gro\u00df ist, was zu gr\u00f6\u00dferen Sch\u00e4den an der Materialstruktur f\u00fchrt. Die Lebensdauer kann bis zu 1.000 Mal betragen. Aber dieses Problem kann in der Zukunft durch Technologie gel\u00f6st werden. Sie kann das Material stabiler machen. In den n\u00e4chsten 3 bis 5 Jahren kann die Gesamtzahl der Zyklen 3.000 bis 4.000 Mal ohne Probleme erreicht werden.<\/p>\n
3. Wenn sowohl die positiven als auch die negativen Elektrodenmaterialien ersetzt werden und Natriumionen das Lithium ersetzen, um wie viel werden die Kosten im Vergleich zu heute sinken?
\nGegenw\u00e4rtig werden Natriumionen noch nicht in Massenproduktion hergestellt. Sie werden haupts\u00e4chlich noch in Labors hergestellt, und die Materialkosten sind h\u00f6her als die des derzeitigen industriellen Lithiums.
\nNach der Massenproduktion entspricht der gesamte Produktionsprozess jedoch dem von Lithiumbatterien, und die Gesamtkosten k\u00f6nnen um etwa 50% gesenkt werden. Die Materialien f\u00fcr die positive und die negative Elektrode sind jedoch noch nicht bestimmt worden, so dass eine Sch\u00e4tzung unm\u00f6glich ist. Die negative Elektrode hat einen leichten Vorteil gegen\u00fcber Lithium. Der gr\u00f6\u00dfte Vorteil liegt jedoch bei der positiven Elektrode, da die relative Leistung von Mangan in Bezug auf die Metallionen in der positiven Elektrode stabiler ist. Ein System, das auf Natriummanganoxid basiert und einige Elemente wie Nickel oder Kobalteisen hinzuf\u00fcgt, ist nicht allzu teuer. Lithiumbatterien bestehen jedoch alle aus einem hohen Nickelanteil, der nicht weniger Kobalt und Nickel erfordert, und die Kosten sind viel h\u00f6her als bei Mangan. Wenn jedoch Lithium-Mangan-Oxid verwendet wird, ist die Leistung schlecht, wenn zu viel Mangan enthalten ist. Aber Mangan kann als eine gro\u00dfe Menge an stabilisierendem Element in Natrium verwendet werden, ohne Nickel und Kobalt zu verwenden. Durch die Verwendung von Mangan als Hauptmetallelement in Verbindung mit Natriumcarbonat werden die Produktionskosten nach der Massenproduktion im Vergleich zu den derzeitigen Lithiumbatterien erheblich gesenkt.<\/p>\n
4. Gibt es im Vergleich zu den derzeitigen inl\u00e4ndischen Lithium-Ionen-Batterieunternehmen aus technischer Sicht Unternehmen, die f\u00fchrend sind?
\nUnter den etablierten Unternehmen verf\u00fcgt CATL \u00fcber ein Team zur Herstellung von Natrium-Ionen-Batterien. Ihr Forschungs- und Entwicklungsteam ist relativ gro\u00df, und ihr Konzept ist eher langfristig angelegt. Es gibt bereits Natrium-Ionen-Batterien und es wurden bereits Neuigkeiten ver\u00f6ffentlicht. Daher ist ihre Technologie relativ weit fortgeschritten, und viele Universit\u00e4ten betreiben jetzt Forschung und Entwicklung. So hat die Chinesische Akademie der Wissenschaften das Unternehmen Zhongke Haina gegr\u00fcndet, das sich auf Natrium-Ionen-Batterien spezialisiert hat. Die Shanghai Jiao Tong University hat das Unternehmen Sodium Innovative Energy in Shaoxing gegr\u00fcndet, das haupts\u00e4chlich Energiespeicherbatterien herstellt und ebenfalls ein Start-up-Unternehmen f\u00fcr Natrium-Ionen-Batterien ist. Diese beiden Unternehmen sind auf die Forschung und Entwicklung sowie die Industrie von Natrium-Ionen-Batterien spezialisiert, nicht auf Lithium-Batterien. Das Hauptgesch\u00e4ft von CATL sind andere Dinge, mit Ausnahme einiger Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu Natrium.
\nDie derzeitigen Natrium-Ionen-Batterien sind jedoch noch nicht ausgereift. Obwohl CATL erkl\u00e4rte, dass sie im n\u00e4chsten Jahr in Massenproduktion gehen werden, d\u00fcrften sich ihre Produkte erst im Laborstadium befinden.<\/p>\n
5. Zhongke Haina hat eine Natriumbatterie mit einer Energiedichte von etwa 145 kWh\/kg und einer Zykluslebensdauer von mehr als 4.500 Mal entwickelt. Was halten Sie davon?
\nDie Zyklenlebensdauer h\u00e4ngt von den Bedingungen ab. Im Allgemeinen sind 2.000 Zyklen sehr gut, aber wenn die Ladung und Entladung innerhalb des Bereichs von 80% liegen, kann sie 3.000-4.000 Mal erreicht werden. Die Zyklenlebensdauer h\u00e4ngt von der Ladeschlussspannung ab. Wenn die Ladeschlussspannung um 0,1 Volt ansteigt, sinkt die Lebensdauer betr\u00e4chtlich. Das Material der positiven Elektrode von Zhongkehaina basiert ebenfalls auf geschichteten Materialien, die auf dem Natrium-Mangan-Sauerstoff-System basieren, das mit Elementen wie Kupfer, Eisen und Kobalt dotiert ist. Die negative Elektrode besteht ebenfalls aus Hartkohle. Der Elektrolyt sollte ebenfalls Natriumhexafluorophosphat sein.<\/p>\n
6. Welche spezifischen Ma\u00dfnahmen hat das Land in der Industriepolitik?
\nDie nationale Ebene ist sehr unterst\u00fctzend, aber es gibt noch keine konkreten Ma\u00dfnahmen. Das staatliche Stromnetz und das Ministerium f\u00fcr Wissenschaft und Technologie haben viele Natriumbatterie-Projekte aufgelegt und Mittel investiert, um wissenschaftliche Forschungseinrichtungen und Unternehmen zu ermutigen, sich zu bewerben. Das State Grid hat in Forschung und Entwicklung f\u00fcr Anwendungen investiert, bei denen die Energiespeicherung schwierig ist, darunter Windkraft- und Solarenergiespeicher und die Nachfrage nach Natriumionen. Derzeit gibt es keine weiteren Projekte, aber die Ma\u00dfnahmen werden schrittweise eingef\u00fchrt.<\/p>\n
7. Was ist der Unterschied zwischen der Ausr\u00fcstung zur Herstellung von Natriumbatterien und Lithiumbatterien?
\nDie Ausr\u00fcstung f\u00fcr die Materialherstellung ist fast dieselbe. Es m\u00fcssen nur die Rohstoffe ausgetauscht werden. Die tern\u00e4ren Materialien von Lithiumbatterien oder Lithiumkobaltoxid werden durch technische Elektrizit\u00e4t und Festphasenmethoden kontrolliert. Bei den Rohstoffen, die in die Produktionslinie f\u00fcr das Kathodenmaterial eingehen, handelt es sich haupts\u00e4chlich um Lithiumcarbonat, Nickeloxid, saures Benzol oder Metallsalze plus Lithiumcarbonat oder Lithiumhydroxid. Die Metallsalze in Natriumbatterien bleiben unver\u00e4ndert, d. h. Lithiumcarbonat oder Lithiumhydroxid werden durch Natriumcarbonat und Natriumhydroxid ersetzt, aber der gesamte Syntheseprozess ist derselbe. Die Hersteller von Kathoden k\u00f6nnen im Grunde die derzeitigen Produktionsanlagen f\u00fcr Lithiumbatteriekathoden verwenden, m\u00fcssen aber einige Anpassungen an die spezifischen Produktionsparameter und -bedingungen vornehmen. Aber die Ausr\u00fcstung ist im Grunde dieselbe. Auch der Unterschied beim Graphit wird nicht allzu gro\u00df sein. Der Elektrolyt ist im Grunde \u00e4hnlich, d.h. das gel\u00f6ste Lithiumhexafluorophosphat wird durch Natriumhexafluorophosphat ersetzt, aber es gibt keinen gro\u00dfen Unterschied zur gesamten Lithiumbatterie-Produktionslinie.<\/p>\n
8. Wenn Natriumionen als Festk\u00f6rperbatterien verwendet werden k\u00f6nnen, um wie viel kann die Energiedichte erh\u00f6ht werden? Wird das Preis-\/Leistungsverh\u00e4ltnis h\u00f6her sein?
\nNatrium-Ionen-Festk\u00f6rperbatterien haben wenig Vorteile. Zum einen ist ihr technologischer Reifegrad derzeit relativ gering. Das Hauptproblem besteht darin, dass der Festelektrolyt von Natriumbatterien keinen besonders guten festen Zustand aufweist. Au\u00dferdem sind Festk\u00f6rperbatterien noch nicht sehr ausgereift, was ebenfalls eine Barriere darstellt, die Festk\u00f6rperbatterien erst noch \u00fcberwinden m\u00fcssen. Oder man ersetzt den Elektrolyten durch einen festen Elektrolyten. Feste Elektrolyte haben sich jedoch bisher nicht besonders bew\u00e4hrt. Die derzeit am h\u00e4ufigsten verwendeten positiven und negativen Elektrodenmaterialien sind geschichtete Materialien oder Festplattenmaterialien. Das Volumenverh\u00e4ltnis von Natriumionen ist jedoch gro\u00df und es ist nicht leicht, in Festk\u00f6rpern zu wandern. Seine ionische Leitf\u00e4higkeit ist in Elektrolyten relativ schlecht. Wenn man also eine Natrium-Festk\u00f6rperbatterie herstellen will, muss man zun\u00e4chst ein Material mit einer relativ hohen Ionenbeweglichkeit finden. Es wird 5-10 Jahre dauern, bis ein Produkt mit besserer Leistung entwickelt ist.<\/p>\n
9. Wenn ein guter Elektrolyt f\u00fcr Natriumbatterien gefunden wird, um wie viel kann die Energiedichte erh\u00f6ht werden?
\nWenn es nicht gelingt, 200wh\/kg zu erreichen, wird die Verbesserung bei Fl\u00fcssig-Natrium-Ionen-Batterien sehr begrenzt sein. Wenn sie gut gemacht ist, kann sie 150-180wh\/kg erreichen.
\nDer Elektrolyt macht mehr als 20% des Gewichts der Batterie aus. Wenn alles in einen festen Zustand \u00fcberf\u00fchrt wird und gut gemacht ist, kann es sehr d\u00fcnn gemacht werden und die gesamte Energiedichte kann optimiert werden. Der Festelektrolyt kann jedoch nicht sehr d\u00fcnn gemacht werden, da die Gefahr eines Kurzschlusses besteht. Wird er zu dick gemacht, verringert sich die Energiedichte. Die heutigen Natriumbatterien sind noch nicht sehr ausgereift, so dass die Leistung von Festk\u00f6rperbatterien noch weit unter der von Fl\u00fcssig-Natrium-Ionen-Batterien liegt. Die Kapazit\u00e4t der positiven und negativen Elektroden kann 90%-100% der Energie im fl\u00fcssigen Zustand erzeugen, aber nur 60%-70% kann im festen Zustand genutzt werden. Da es sich um eine Ionenwanderung im Festk\u00f6rper handelt, kann der Elektrolyt in die positiven und negativen Elektroden eindringen, und alle Teilchen der positiven und negativen Elektrodenmaterialien k\u00f6nnen mit dem Elektrolyt in Kontakt kommen. In einem Festk\u00f6rper muss jedoch ein Ionen\u00fcbertragungskanal vorhanden sein. Bei den positiven und negativen Elektroden k\u00f6nnen die Teilchen jedoch nicht mit den positiven und negativen Elektroden des Elektrolyten in Ber\u00fchrung kommen. Die Auslastung der positiven und negativen Elektroden wird beeintr\u00e4chtigt, und die Erh\u00f6hung der Energiedichte wird ebenfalls reduziert. wird begrenzt sein.<\/p>\n
10. Gibt es Pl\u00e4ne zur Entwicklung von Natrium-Ionen-Batterien im Ausland? Wie sind die Fortschritte?
\nIn den Vereinigten Staaten und Europa gibt es inzwischen einige Forschungsprojekte, darunter auch in den Vereinigten Staaten, die ebenfalls einige Forschungs- und Entwicklungsprojekte f\u00fcr Natrium-Ionen-Batterien ins Leben gerufen haben. Der Forschungs- und Entwicklungsfortschritt bei Natrium-Ionen-Batterien in den Vereinigten Staaten liegt jedoch noch hinter dem meines Landes und S\u00fcdkoreas zur\u00fcck. China und S\u00fcdkorea liegen jetzt vor den Vereinigten Staaten und S\u00fcdkorea. Europ\u00e4isch.
\nIn den Vereinigten Staaten gibt es mehrere Start-up-Unternehmen, die ebenfalls Natrium-Ionen-Batterien industriell herstellen wollen, aber ihr Umfang und ihre Technologie sind nicht so gut wie die der entsprechenden inl\u00e4ndischen Unternehmen. Die s\u00fcdkoreanischen Unternehmen LG, Samsung und SKI schmieden ebenfalls Pl\u00e4ne, und ihre Fortschritte sind \u00e4hnlich wie die Chinas.<\/p>\n
11. Wenn die Natrium-Ionen-Technologie ausgereift ist, welchen Anteil wird sie an der gesamten installierten Batteriekapazit\u00e4t haben?
\nDie technischen Vorteile von Natriumionen spiegeln sich in den Massenherstellern wider, aber der Nachteil ist, dass die Energiedichte schw\u00e4cher ist als die von Lithium-Ionen-Batterien. Ihre Anwendungen konzentrieren sich vor allem auf die Energiespeicherung und auf Elektrowerkzeuge, die keine hohe Energiedichte erfordern, wie Elektrofahrzeuge mit geringer Geschwindigkeit und Elektrobusse. Wenn die Technologie bei Natrium ausgereift ist, kann ihr Marktanteil im Bereich der Energiespeicherung 50% \u00fcbersteigen. Bei Leistungsbatterien ist es jedoch schwierig f\u00fcr Natrium-Ionen-Batterien, einen relativ hohen Marktanteil von bis zu 20% zu erreichen.<\/p>\n
12. Was kann sich schneller und ausgereifter entwickeln: Natrium-Ionen-Batterien oder Brennstoffzellen?
\nUnter dem Gesichtspunkt der technologischen Reife bin ich optimistischer in Bezug auf Natrium-Ionen-Batterien, da das Verfahren dem der Lithium-Ionen-Batterien sehr \u00e4hnlich ist und die Lithium-Ionen-Batterien bereits sehr ausgereift sind, so dass die F\u00f6rderung der Massenproduktion von Natrium-Ionen-Batterien sehr schnell, in 2-3 Jahren, erfolgen wird. Entsprechende Industrieketten k\u00f6nnen aufgebaut werden.
\nEs dauert jedoch noch relativ lange, bis Brennstoffzellen in Serie produziert und eingesetzt werden k\u00f6nnen. Brennstoffzellen sind das ultimative Ziel, um Energieprobleme zu l\u00f6sen. Der letzte Punkt ist die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, die sehr sauber ist und eine hohe Energiedichte hat. Der derzeitige Engpass ist jedoch die Speicherung und Freisetzung von Wasserstoff sowie das Problem der Edelmetalle in den Katalysatoren der Brennstoffzellen. Es ist schwierig, die Kosten f\u00fcr Edelmetalle zu senken, und es ist schwierig, alternative d\u00fcnne Katalysatortechnologien zu finden. Diese beiden technischen Engp\u00e4sse sind daher kurzfristig nur schwer zu \u00fcberwinden. Es k\u00f6nnte 3 bis 50 Jahre dauern, bis Brennstoffzellen wirklich ausgereift sind und die Kosten f\u00fcr die Wasserstofferzeugung sinken.<\/p>\n
13. Wenn China Natriumionen-Rohstoffe v\u00f6llig unabh\u00e4ngig bereitstellen kann, muss es dann nicht in gro\u00dfem Umfang Materialien wie Lithium importieren?
\nAls Rohstoff f\u00fcr Natriumionen verf\u00fcgt China \u00fcber ausreichende mineralische Ressourcen.<\/p>\n
14. K\u00f6nnen Natrium-Ionen- und Lithium-Ionen-Brennstoffzellen nebeneinander bestehen?
\nDie Chancen sind hoch. Denn jede Technologie hat ihre eigenen Merkmale und Anwendungsszenarien. Lithiumbatterien, Brennstoffzellen und Natriumbatterien haben unterschiedliche Technologien und Zielszenarien, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Koexistenz sehr hoch ist. Auch Blei-S\u00e4ure-Batterien werden nicht vom Markt verschwinden. Die derzeitige Massenproduktion und Anwendung von Blei-S\u00e4ure-Batterien nimmt jedes Jahr zu, aber das Wachstum ist nicht so schnell wie das von Lithium-Batterien.<\/p>\n
15. Wo wird Blei-S\u00e4ure jetzt in gro\u00dfem Umfang verwendet?
\nEnergiespeicherkraftwerke und Start-Stopp-Batterien f\u00fcr Kraftstofffahrzeuge, diese beiden Aspekte. Da die Technologie ausgereift ist, leistet sie auch gute Arbeit beim industriellen Recycling, z. B. beim Recycling von Batterien. Obwohl Blei giftig und umweltsch\u00e4dlich ist, kann die Verschmutzung vermieden werden, wenn das Recycling gut durchgef\u00fchrt wird. Diese Recyclingtechnologie ist ein Vorteil, den die derzeitigen Lithiumbatterien noch nicht haben. Nachdem jedoch eine gro\u00dfe Anzahl von Lithiumbatterien aus dem Verkehr gezogen wurde, stellt auch das Batterierecycling ein gro\u00dfes Problem dar.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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