مقایسه مزایا و معایب باتری لیتیوم یونی و باتری یون سدیم.باتری های چین عمدتا در سه صنعت، یعنی وسایل نقلیه الکتریکی، ذخیره انرژی و لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می شود.در اطراف این سه جهت، به ویژه در سال های اخیر، زمینه وسایل نقلیه الکتریکی و ذخیره انرژی به سرعت توسعه یافته است و بر باتری های لیتیوم یون تمرکز دارد.در مقایسه با لیتیوم، سدیم به طور گسترده در طبیعت وجود دارد و بدست آوردن آن نسبتاً ساده است، اما نمونه اولیه باتری یون سدیم دارای ویژگی های عملکرد کم و عمر کوتاه است.در حال حاضر، باتری یون سدیم به یک جهت امیدوار کننده جدید تبدیل شده است.این مقاله مزایا و معایب باتری لیتیوم یون و باتری یون سدیم را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد.
اصل کار و مزایای باتری یون سدیم
اصل:در فرآیند شارژ و تخلیه، Na + تعبیه شده و بین دو الکترود به عقب و جلو حذف می شود: در هنگام شارژ، Na + از الکترود مثبت خارج می شود و از طریق الکترولیت در الکترود منفی جاسازی می شود.هنگام تخلیه برعکس است.
مزایای:
(1) مواد خام نمک سدیم فراوان و ارزان است.در مقایسه با مواد کاتد سه تایی باتری لیتیوم یون، هزینه مواد خام به نصف کاهش می یابد.
(2) با توجه به ویژگی های نمک سدیم، مجاز به استفاده از الکترولیت کم غلظت (با الکترولیت همان غلظت، رسانایی نمک سدیم حدود 20٪ بیشتر از الکترولیت لیتیوم است) برای کاهش هزینه می باشد.
(3) یون های سدیم آلیاژی با آلومینیوم تشکیل نمی دهند.فویل آلومینیومی را می توان به عنوان جمع کننده برای الکترود منفی استفاده کرد که می تواند هزینه را تا حدود 8٪ و وزن را تا حدود 10٪ کاهش دهد.
(4) با توجه به ویژگی های تخلیه باتری یون سدیم، تخلیه یون سدیم مجاز نیست.چگالی انرژی باتری یون سدیم بیشتر از 100wh / kg است که قابل مقایسه با باتری لیتیوم فسفات آهن است، اما مزیت هزینه آن آشکار است، که انتظار می رود جایگزین باتری سرب-اسید سنتی در ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ شود.

مقایسه مزایا و معایب باتری لیتیوم یونی و باتری یون سدیم
1. حامل های شارژ داخلی باتری متفاوت است.باتری لیتیومی با حرکت و تبدیل یون های لیتیوم بین الکترودهای مثبت و منفی شارژ و دشارژ می شود، در حالی که باتری یون سدیم با جاسازی و جداسازی یون های سدیم بین الکترودهای مثبت و منفی شارژ و دشارژ می شود.در واقع اصول کار این دو یکی است.
2. به دلیل تفاوت شعاع یون، عملکرد باتری یون سدیم بسیار کمتر از باتری لیتیوم یون است.الکترود منفی یون لیتیوم می تواند گرافیت بسازد، اما یون سدیم به سختی می تواند در گرافیت جاسازی شود و ظرفیت آن بسیار کم است.سایر مواد کربنی پس از درمان می توانند به حدود 300 MAH برسند.ظرفیت یون ها در الکترود مثبت بسیار کوچک است، فقط بیش از 100 MAH.مقاومت یون سدیم در الکترودهای مثبت و منفی بسیار زیاد است که از شعاع بزرگ ناشی می شود.برگشت پذیری ضعیف و از دست دادن ظرفیت غیر قابل برگشت زیاد.

وضعیت فعلی صنعت باتری یون سدیم در چین
باتری یون سدیم یک صنعت در حال ظهور است.ممکن است برای شکوفا کردن گل رز زمان نیاز به تحقیق و توسعه بیشتری داشته باشد.در حال حاضر، صنعتی شدن باتری سدیم در چین در حال افزایش است.در ژانویه 2019، باتری یون سدیم به طور مستقل توسط Liaoning XingKong Sodium Sodium Battery Co., Ltd. در انشان توسعه یافته است، اخیراً وارد مرحله تولید انبوه شده است.اولین خط تولید باتری یون سدیم در جهان به بهره برداری رسید و انتظار می رود ارزش خروجی سالانه پس از تولید در مقیاس بزرگ از 10 میلیارد یوان فراتر رود.
از دیدگاه صنعت، صنعتی شدن باتری های سدیمی هنوز در مراحل ابتدایی است.بسیاری از نتایج تحقیقات فقط در کالج‌ها و دانشگاه‌ها و موسسات تحقیقاتی منتشر می‌شوند و مدتی طول می‌کشد تا عملی شوند - حتی برخی از محققان می‌گویند که تا زمانی که ذخایر لیتیوم زمین تمام نشود، شانسی برای باتری‌های یون سدیم وجود ندارد.مانند فناوری هوش مصنوعی، باتری سدیم ممکن است در ابتدا مورد پسند نباشد و فقط در مدارس دانشگاهی قابل استفاده باشد، اما ممکن است روزی دچار جهش شود و به سرعت وارد صنعت شود.این بسیار ممکن است، بنابراین باتری سدیم در واقع سزاوار توجه کارآفرینان و سرمایه گذاران آینده نگر است.
باتری یون سدیم یکی از جهت گیری های مهم توسعه باتری ذخیره انرژی در آینده است.با پیشرفت مداوم فناوری تحقیق و توسعه یون سدیم، روند تجاری سازی باتری های یون سدیم به شتاب گرفتن ادامه خواهد داد.شاید پیش بینی شود که چیدمان این میدان در زمینه باتری های انرژی نو حرف اول را بزند.البته خیلی زود به نظر می رسد که بگوییم باتری های یون سدیم جایگزین باتری های لیتیومی می شوند.