ナトリウム･イオン電池の特性
Sodium-Ion Cell Characteristics
By J.J. Marie
https://www.batterydesign.net/ 2023.01.29
ナトリウム･イオン電池は量産の非常に初期段階にあり、最初の商用システムは2023年に購入可能になる。ナトリウム･イオン電池の典型的な特徴は次のようなものがある：
● エネルギー密度は100～160 Wh/kg、セルレベルでは290 Wh/L。
● 電圧範囲は1.5～4.3 Vである。セルは0 Vで出荷できるため、出荷時の安全性が向上する。
● リン酸鉄リチウム電池よりもセルBOMコストが20～30％低くなる。
● リチウム・イオン電池よりも広い動作温度(－２0℃～+60℃)。
● 一般的なエネルギー効率はC/5で92％。
以下の表はナトリウム･イオン電池の製造に取り組んでいるいくつかの企業の概要と選択したセル設計の詳細を示している：
|
会社名 |
場所 |
陽極材料 |
陰極材料 |
セルエネルギー密度(Wh/kg) |
サイクル寿命 |
作動温度範囲 |
期待される用途 |
|
Faradion Limited |
イギリス |
層状酸化物 |
硬質炭素 |
155 |
3,000サイクル |
-20℃～+60℃ |
低速電気自動車、蓄電池エネルギー貯蔵解決策 |
|
Natron Energy |
アメリカ |
プルシアン・ブルー類似物 |
プルシアン・ブルー類似体 |
20～30 |
50,000サイクル |
-20℃～+40℃ |
蓄電池エネルギー貯蔵解決策 |
|
CATL |
中国 |
プルシアン・ブルー類似体 |
硬質炭素 |
160 |
n/a |
-20℃～非公開 |
電気自動車、蓄電池エネルギー貯蔵解決策 |
|
Tiamat Energy |
フランス |
ポリアニオン性化合物 |
硬質炭素 |
90～120 |
5,000サイクル |
非公開 |
電動二輪車、蓄電池エネルギー貯蔵解決策 |
多くのセル仕様では現在、-40℃までの動作を引用している固有の特性によりに注意する。
詳細については、以下の抜粋を参照し、詳細については、そのページにアクセスする。
ナトリウム･イオン電池
ナトリウム･イオン電池はリチウム・イオン電池と同様に動作し、どちらの化学反応もホスト構造間のイオンのインターカレーションに依存している。さらに、ナトリウム・ベースのセル構造は、商業的に普及しているタイプのリチウム・イオン電池の構造とほぼ同じである。しかし、ナトリウム･イオン電池にはリチウム・イオンとのいくつかの基本的な違いがあり、長所と短所の両方をもたらす。
長所：
● 環境存在量：ナトリウムはリチウムの1000倍以上存在し、世界中に均一に分布している。
● 安全性：ナトリウム･イオン電池は輸送時に0 Vまで放電できるため、リチウム・イオン電池を悩ませてきた熱暴走の危険を回避できる。
● 低コスト：ナトリウム前駆体(Na2CO3など)は、同等のリチウム化合物よりもはるかに安価である。
● 陽極化学オプションの材料の3つの主要なファミリー：
● 層状遷移金属酸化物
● ポリアニオン性化合物
● プルシアン・ブルー類似体
● 陽極材料は、Fe、Cu、Mnなどのより持続可能な遷移金属から合成できる。
短所：
● ナトリウム･イオン電池はリチウム・イオン電池よりもエネルギー密度が低くなる。これは、ナトリウムがリチウムよりもかなり重くて大きいこと、およびNa+/NaがLi+/Liよりも高い還元電位を持っているためである。
● ナトリウム・イオン技術はリチウム・イオンほど確立されていない。
