塩のような安価で豊富な材料は、科学の世界に提供するものがたくさんあり、それがゲームチェンジャーになる可能性のある分野の1つは、電池の化学です。塩を使用することで、より希少なリチウムを見つけるためのコストと手間を大幅に回避できます。中国のCATLは、最初の商用ナトリウムイオン電池で先導することを望んでいます。
スマートフォン、ラップトップ、および現代世界の多くに電力を供給するリチウム電池と同様に、ナトリウム電池も、デバイスの充電および放電時に2つの電極間でイオンを移動させます。しかし、ナトリウムイオンはリチウムイオンにはないいくつかの問題を引き起こします。イオンは大きく、不純物を形成する傾向があり、バッテリーの寿命が短くなります。さらに、それらは、試行されテストされたリチウムに近いエネルギー密度を提供しません。
最近、研究者はこれらの問題に対するいくつかの有望な解決策を提案しました。電池を長持ちさせるために余分な塩を使用したものもあれば、性能を向上させるために銅の薄層を使用したものもあり、高エネルギー密度を業界標準の18650形式に詰め込んだものもあります。
CATLによると、研究者たちは、アノードに硬くて多孔質の炭素材料を使用し、電子を再配列するためにプルシアンホワイトと呼ばれる別の材料を再構築することで、ナトリウムイオン電池に関するこれらの問題を克服したと述べています。これらは、優れた性能を誇る同社初の商用ナトリウムイオン電池の主要コンポーネントを形成しています。
エネルギー密度は最大160Wh / kgと言われており、リチウム電池の最大285 Wh / kgの密度とはかけ離れていますが、ナトリウム電池の世界ではこれほどのものはありません。また、室温で15分で80％の容量まで充電でき、-20°Cで90％の容量に維持できます。
CATLによると、新しいナトリウム電池は、特に寒冷地での電気自動車に最適です。リチウム電池のエネルギー密度は、特に航空に関しては、電気輸送の制限要因の1つであり、160 Wh / kgの密度ではこの問題を解決できないと言わなければなりません。ただし、輸送の一部の領域では、はるかに安価なバッテリーソリューションのニッチなアプリケーションが存在する可能性がありますが、CATLはこの密度の問題に対処する方法も考案しました。
ナトリウム電池に加えて、AB電池と呼ばれるコンボソリューションをリリースした。ナトリウムイオン電池とリチウムイオン電池の両方を1つのシステムに組み込み、エネルギーフローを制御してナトリウムイオン成分の低密度を補正し、その性能を最適化する特別に開発されたアルゴリズムを備えています。
同社によれば、このバッテリーは大規模なエネルギー貯蔵に使用することもでき、この目的のために市販のナトリウムバッテリーを製造している他のいくつかの企業の中に位置付けられています。テスラの電池会社CATLは、2023年にナトリウム電池を配備するための生産チェーンを設立する予定であると述べています。
出典：CATL
2021-07-30 16:42:53
著者: Vitalii Babkin