Plošné batérie môžu zlepšiť výkon a znížiť náklady na skladovanie energie

Anonim

Plošné batérie môžu zlepšiť výkon a znížiť náklady na skladovanie energie

elektronika

Darren Quick

13. október 2010

Nová planárna batéria s chloridom sodným a nikelom môže dodávať o 30% väčší výkon pri nižších teplotách ako jeho valcový náprotivok (obrázok: PNNL)

Pri pokračujúcom hľadaní stále účinnejších a lacnejších batérií sa vedci na Národnom laboratóriu Severozápadného Pacifiku (Department of Energy) (Department of Energy) (DoE) podarilo zvýšiť výkon batérií so sodíkom a nikel-chloridom zaujímavým spôsobom - vyrovnať ich, Nie, nie je spustiť, kým nie sú z džúsu, ale nahradia ich typický valcový tvar s plochým diskom dizajnu. Redizajn umožňuje batérii dodávať o 30 percent viac energie pri nižších teplotách, čo je životaschopnou alternatívou lítium-iónových batérií.

Batérie sú vyrobené z bohatých materiálov, ako je oxid hlinitý, chlorid sodný a nikel, čo je lacnejšie na výrobu ako lítium-iónové batérie, zatiaľ čo 30-percentný nárast výkonnosti, ktorý uviedli výskumní pracovníci PNNL, znamená, že stále môžu ponúkať výkon potrebný na súťaženie lítium-iónové batérie v spotrebných zariadeniach. Navyše, sodíka-beta batérie nie sú náchylné na tepelné upadajúce podmienky, ktoré videli rôzne lítium-iónové batérie zachytia požiar.

Batérie s obsahom sodíka-beta-alumíny sa používajú už od 60. rokov 20. storočia, ale ich tradičný rúrkový, valcovitý tvar neumožňuje efektívne vypustenie uloženej elektrochemickej energie. Zvýšením teploty sa zníži vnútorný odpor batérie, ale to znižuje nákladovú efektívnosť batérie a skracuje jej životnosť. Tieto problémy viedli k tomu, že ich prekonali lepšie fungujúce lítium-iónové batérie, ktoré dnes dodávajú veľkú časť našich mobilných elektronických zariadení.

Výskumní pracovníci PNNL sa však snažili využívať lacnejšie materiály používané v batériách s obsahom sodíka a domnievali sa, že prepracovanie môže prekonať technické a nákladové problémy. Zistili, že rovinná konštrukcia umožňuje tenšiu katódu a väčšiu plochu povrchu pre daný objem buniek. Pretože ióny môžu prúdiť vo väčšej oblasti a kratšej dráhe, zažívajú nižší odpor. Navyše nový dizajn obsahuje vrstvu pevných elektrolytov, ktorá tiež znižuje odolnosť.

Je to výsledné zníženie odporu, ktoré umožňuje batériu pracovať pri nižších teplotách pri zachovaní výkonu o 30 percent viac ako podobnej batérie s valcovým dizajnom.

Ďalšou výhodou redesignu batérie je, že ploché komponenty batérie môžu byť ľahko stohované, aby vytvorili omnoho kompaktnejšiu batériu. Vedci tvrdia, že to robí planárske batérie atraktívnou voľbou pre veľkokapacitné skladovanie energie, napríklad v elektrárňach, kde by mohli byť použité na vyváženie výroby a dodávky veternej a solárnej energie na rozvodnej sieti.

"Našim cieľom je získať bezpečnejšiu a cenovo dostupnejšiu batériu na trhu s energiou, ktorá sa stáva o krok bližším, " uviedol vedúci pracoviska PNNL Xiaochuan Lu, sa objavuje v 8. októbri emisie ECS Transactions .

Nová planárna batéria s chloridom sodným a nikelom môže dodávať o 30% väčší výkon pri nižších teplotách ako jeho valcový náprotivok (obrázok: PNNL)