Натриевые аккумуляторы: станут ли они массовыми?
В дополнение к уже привычным литиевым и свинцовым батареям мы все чаще слышим про натриевые. Вместе с руководителем разработки новых продуктов компании Ippon Георгием Церетели, разбираемся, почему им пророчат большое будущее, и в каких устройствах уже используют.
Индустрия производства аккумуляторов (АКБ) неуклонно развивается. Современный мир зависит от огромного количества различной электроники, которой необходимы ёмкие и качественные батареи. Например, критически важное оборудование работает только с источниками бесперебойного питания (ИБП). Батареи в ИБП выступают своего рода резервом энергии на случай, если основное питание вдруг пропадёт.
Натриевые батареи всё больше используют в системах накопления питания, а также в специализированном электротранспорте. Они быстро накапливают энергию и равномерно отдают её при необходимости. Такие батареи сейчас сравнивают с двумя другими популярными типами: литиевыми и свинцовыми. Каждый имеет свои особенности, поэтому однозначно сказать, какой лучше, нельзя. Пройдёмся по основным пунктам.
Стоимость
Свинцовые батареи — самые недорогие из нашей тройки. Классическая технология производства отточена годами, при этом, конкуренция среди производителей довольно высока.
Литиевые, напротив, дороже остальных. Запасов лития в мире мало, поэтому его производство выходит дорогим. Цена — один из основных недостатков литиевых батарей.
Натриевые аккумуляторы по стоимости находятся между свинцовыми (на 10–15% дороже них) и литиевыми (на 40–45% дешевле). Запасов натрия в мире много и добывается он легко. Так что в этой категории натрий выглядит наиболее перспективным.
Безопасность и экологичность
«Больное место» любых аккумуляторов. Свинцовые батареи подлежат переработке, и этот процесс уже отлажен. Литиевые батареи тоже перерабатываются, но не везде одинаково.
На российских заводах их нагревают в специальных печах до 1500°C – органические вещества сгорают, а ценные металлы – остаются (Co, Ni, Fe). В других странах существуют более экологичные технологии, например, биовыщелачивание, при котором металлы окисляются бактериями.
Для переработки натрий-ионных батарей, используют схожие технологии, как и для перереботки лития. Конечно, делаться это должно на специализированных пунктах утилизации. Однако, поскольку этот тип аккумуляторов относительно новый, технологии его переработки продолжают совершенствоваться.
Гораздо интереснее обстоят дела с безопасностью. Самым пожароопасным типом батарей по праву считаются литиевые. Все мы помним инциденты с возгоранием и взрывом литиевых батарей. Причем потушить загоревшийся литий практически невозможно — остаётся ждать, пока он догорит.
Свинец и натрий в этом плане гораздо безопаснее. При этом, в свинцовых батареях присутствует достаточно агрессивная серная кислота. В случае с натрием — он не подвержен тепловому разгону. Гореть в натриевых АКБ просто нечему — здесь он снова выигрывает.
Скорость и возможности зарядки
Нам важно, чтобы аккумулятор служил как можно дольше и как можно быстрее восстанавливал запасы энергии. Свинцовые батареи в этом плане — откровенные аутсайдеры. Они тяжелые, большие и выдерживают около 500 циклов заряда/разряда. Цикл заряда — около 10 часов до 90% емкости.
Самые прогрессивные — литиевые. У них высокая плотность энергии, они самые компактные. Заряжаются быстро (до 90% за час), выдерживают больше 4000 циклов. Правда, есть и недостатки: например, литиевую батарею нельзя заряжать при минусовых температурах. Такие АКБ в целом не рассчитаны на эксплуатацию при минусовых температурах.
А что с натриевыми? Плотность энергии у них меньше, они крупнее литиевых. По циклам заряда/разряда немного уступают — в среднем рассчитаны до 3000 циклов. Технология заряда такая же как у литиевых, однако натриевые успешно делают это и при отрицательных температурах.
Итого: что хорошего в натриевых батареях?
Натриевые батареи — компромиссный вариант между свинцовыми и литиевыми. В первую очередь по цене и ресурсу циклов заряда/разряда и в этом их главный плюс. По сути, за близкую к недорогой свинцовой батарее цену, можно получить характеристики, близкие к дорогостоящей литиевой.
Тем не менее, в ближайшие годы вероятность встретить натрий-ионные АКБ в гаджетах – мала: для них нужна максимальная плотность энергии, поэтому литий-ионные АКБ пока вне конкуренции. А вот в качестве батарей для электротранспорта или тех же ИБП/накопителей натриевые аккумуляторы, с большой вероятностью, будут занимать всё бо́льшую часть рынка.
Читайте нас в социальных сетях