الإنجليزيةمع التطور السريع للتكنولوجيا والتحسن الكبير في الناس#مستويات المعيشة في الثلاثينيات، توغلت المنتجات الإلكترونية بعمق في الناس#39 حياة يومية. فمن الأجهزة الذكية المحمولة إلى أدوات النقل الكهربائية الكبيرة، تظهر جميعها القوة القوية للتكنولوجيا. إن التشغيل السلس لهذه الأجهزة عالية التقنية لا ينفصل عن تكنولوجيا البطاريات الفعالة والمستقرة كدعم للطاقة. بينها، منذ تسويق بطاريات الليثيوم أيون في عام 1991، سرعان ما احتلت مكانة مركزية في مجالات الحواسيب والاتصالات والشبكات والإلكترونيات الاستهلاكية (4C) بأدائها الممتاز، وأظهرت اتجاه نمو قوي في مجال المركبات الكهربائية.
ومع ذلك، كما سوق تخزين الطاقة العالمية#39;s الطلب على البطاريات الثانوية لا يزال في تزايد، وبطاريات أيون الليثيوم تواجه تحديات محدودية موارد الليثيوم والتوزيع غير المتساوي، مما يحد من توسعها في مجالات متعددة. لذلك، أصبح استكشاف وتطوير تكنولوجيات جديدة لبطاريات تخزين الطاقة الإجماع والحاجة الملحة للصناعة.
وفي هذا السياق، فإن بطاريات الصوديوم الأيونية، بما لها من مزايا من الموارد الوفرة وتكاليف التصنيع المنخفضة والأداء الشامل الممتاز، قد وصلت إلى المرحلة تدريجياً، فقدمت حلاً عملياً لتخفيف التناقض بين العرض والطلب الناجم عن نقص موارد الليثيوم. وكمكمل فعال لبطاريات الليثيوم -أيون، يتوقع لبطاريات الصوديوم -أيون أن تلعب دورا رئيسيا في مجال تخزين الطاقة الجديدة، وتعزيز التنمية المتنوعة لتكنولوجيا تخزين الطاقة، والمساهمة في بناء نظام طاقة أكثر استدامة وأخضر. وفي المستقبل، ومع النضج المستمر للتكنولوجيا وزيادة خفض التكاليف، من المتوقع أن تستخدم بطاريات الصوديوم الأيونية على نطاق واسع في مجالات متعددة وتفتح فصلا جديدا في تكنولوجيا تخزين الطاقة.
حتى قبل أن يستكشف العلماء أيونات الصوديوم رسميًا كوسائل لنقل الكهرباء وتخزينها، كان الكاتب الفرنسي جول فيرن قد توقع الشكل المحتمل لبطاريات صوديوم أيون من خلال خياله المتقدم في روايته للخيال العلمي عام 1870 بعنوان عشرون ألف فرسخ تحت البحر. وقد تصور في كتابه استخدام المحيط كمصدر لانهائي للصوديوم لتحقيق دورة طاقة مستدامة. رغم أن هذا المشهد الخيالي هو خلق أدبي، إلا أنه يتزامن مع مسار تطور التكنولوجيا المستقبلية.
منذ أن طورت شركة فورد في الولايات المتحدة بطاريات صوديوم -كبريت عالية الحرارة في عام 1968، وقد مر تطوير بطاريات صوديوم -أيون من خلال التواء وانعطافات ولكن لم يتوقف أبدا. وفي عام 2003، نجحت شركة NGK في اليابان في تسويق بطاريات صوديوم -كبريت عالية الحرارة، مسجلة قفزة كبيرة في تكنولوجيا بطاريات صوديوم -أيون. بحلول عام 2018، العالم#خرجت أول سيارة كهربائية منخفضة السرعة من طراز 39 مزودة ببطاريات أيون الصوديوم، مما دفع هذه التكنولوجيا الحديثة من المختبر إلى أعين الجمهور ودمجها رسميا في البشر#39 حياة يومية.
اليوم، كبطارية ثانوية مهمة، بطاريات صوديوم أيون لديها مبدأ العمل مماثلة لتلك التي من الليثيوم أيون البطاريات. تتنقل أيونات الصوديوم ذهابا وإيابا بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة لتحقيق تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية. تظهر هذه الآلية السحر العلمي لبطاريات الصوديوم الأيونية، وتشير أيضا إلى آفاق تطبيقها واسعة في مجال تخزين الطاقة في المستقبل.
وبالمقارنة مع بطاريات أيونات الليثيوم، تتمتع بطاريات أيونات الصوديوم بمزايا هامة:
الموارد الوفيرة: الصوديوم هو سادس أكثر العناصر وفرة في الأرض#القشرة 39 بوصة، مع توزيع موارد متساوية وتكلفة منخفضة.
توافق الإنتاج(�) لبطاريات أيونات الصوديوم مبادئ عمل مماثلة لبطاريات أيونات الليثيوم، ويمكن أن تكون عمليات الإنتاج ومعداته متوافقة.
أداء ذو معدل ممتاز: لبطاريات الصوديوم موصلية أيونية أعلى وطاقة ذوبان أقل.
درجة حرارة تشغيل واسعة النطاق(�) يمكن لبطاريات أيون الصوديوم أن تعمل بشكل طبيعي في نطاق درجة حرارة يتراوح بين -40 درجة مئوية و 80 درجة مئوية، ويتجاوز معدل الاحتفاظ بالسعة 90 في المائة عند -20 درجة مئوية.
الأمان العالي(�) بطاريات أيونات الصوديوم لا تحترق أو تنفجر في اختبارات الشحن الزائد أو التفريغ الزائد أو دائرة القصر أو السقوط أو السحق، ويمكن تفريغها إلى 0 فولت.
ميزة التكلفة: سعر كربونات الصوديوم أقل بكثير من سعر كربونات الليثيوم، ويستخدم كل من الأقطاب الموجبة والسالبة لبطاريات الصوديوم رقائق الألومنيوم، مما يزيد من خفض تكاليف الإنتاج.
على الرغم من أن لبطاريات الصوديوم الأيونية العديد من المزايا، فإنها لا تزال تواجه العديد من التحديات على الطريق نحو التسويق الكامل:
كثافة طاقة غير كافية: الكتلة الذرية الأكبر للصوديوم تؤدي إلى كثافة طاقة الكتلة وكثافة طاقة الحجم لبطاريات أيونات الصوديوم أقل من بطاريات أيونات الليثيوم. ولتعويض هذا النقص، يحتاج أداء البطارية إلى تحسين من خلال التصميم المبتكر لنظام المواد.
أداء الدورة ضعيف: أوقات دورة بطاريات صوديوم أيون حوالي 1500 مرة، وهو أقل بكثير من دورات بطاريات فوسفات حديد الليثيوم وبطاريات الليثيوم الثلاثية. لكي يتم تطبيقها في مجال تخزين الطاقة، يجب زيادة أوقات الدورة إلى عشرات الآلاف من المرات.
مسائل السلامة(�) على الرغم من أن بطاريات الصوديوم الأيونية لها مزايا معينة من حيث السلامة، فإن الإلكتروليت قابل للاشتعال، وقد يؤدي نمو تغصنات الصوديوم على القطب السالب إلى حدوث دائرة قصر. لذلك، يجب إجراء تحسينات في مواد الأقطاب السالبة والإلكتروليتات لتعزيز سلامة البطارية.
ميزة التكلفة لا تظهر بشكل كامل: على الرغم من أن بطاريات صوديوم -أيون لها ميزة في تكاليف المواد، فإن صناعتها لم تنضج بعد. وبالمقارنة مع بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ذات التكاليف الأقل، فإن مزايا تكلفة بطاريات صوديوم -أيون لم تنعكس بالكامل.
في عملية إنتاج بطاريات أيون الصوديوم، تلعب خرزات الزركونيا (خرزات ZrO2) دورًا حيويًا كوسيط طحن مهم. نظرًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية الممتازة، تستخدم خرزات الزركونيا على نطاق واسع في عملية إعداد مواد البطارية من أيون الصوديوم.
الصلابة والصلابة العاليتان: تتميز خرزات الزركونيا بالصلابة والصلابة العاليتان للغاية، ويمكنها الحفاظ على شكلها وحجمها واستقرارها دون أن يتم كسرها بسهولة في بيئة طحن عالية الطاقة. وهذا يمكّنها من الاستمرار في توفير تأثيرات طحن مستقرة أثناء عمليات الطحن الطويلة.
مقاومة التآكل القوية: تتميز خرزات الزركونيا بمقاومة ممتازة للتآكل ولا يمكن ارتداؤها أو تشويها بسهولة، وبالتالي إطالة عمر خدمة معدات الطحن وتقليل تكاليف الإنتاج.
الاستقرار الكيميائي الجيد: تظهر خرزات الزركونيا ثباتاً كيميائياً مرتفعاً للغاية في الأحماض والقلويات وغيرها من المواد الكيميائية، ولا تتفاعل مع مواد الطحن، مما يضمن نقاء وأداء مواد بطارية أيون الصوديوم.
الكثافة العالية: كثافة خرز الزركونيا عالية نسبيا. في عملية الطحن، يمكن أن تولد طاقة نقل أكبر وتحسين كفاءة طحن المواد، مما يساعد على الحصول على جسيمات أدق وأكثر تماثلاً.
في عملية إنتاج بطاريات صوديوم أيون، وإعداد المواد الإلكترودية هو أمر بالغ الأهمية. حجم الجسيمات، والتماثل، والخصائص السطحية لمواد القطب الكهربائي تؤثر مباشرة على أداء البطاريات، مثل كثافة الطاقة، دورة الحياة، والسلامة.
تحسين وتجانس مواد الإلكترودات: يمكن أن تصقل خرزات الزركونيا حجم جسيمات مواد القطب إلى مستوى النانومتر من خلال الطحن عالي الطاقة، وبالتالي زيادة مساحة السطح ونشاط تفاعل المواد. يساعد توزيع حجم الجسيمات الموحد على تحسين الأداء الكهروكيميائي للبطارية وتحسين معدل هجرة أيونات الصوديوم في البطارية واتساق البطارية.
تعديل سطح المواد: أثناء عملية الطحن، يمكن أن تقوم خرزات الزركونيا بتعديل سطح المادة بشكل فعال وتحسين خصائص سطح المادة. هذا التعديل لا يمكن تحسين نشاط التفاعل الكهروكيميائي للمادة فقط ولكن أيضا تعزيز توافقها مع الإلكتروليت، وبالتالي تحسين الأداء العام للبطارية.
تحسين سلامة البطارية: يمكن أن تتجنب خرزات الزركونيا مشاكل سلامة البطارية الناجمة عن انخفاض نقاء المواد أثناء عملية الطحن. تقلل مواد الأقطاب عالية النقاء من الشوائب غير الضرورية، وبالتالي تقلل من مخاطر السلامة أثناء استخدام البطارية، مثل الدوائر القصيرة أو الهروب الحراري.
بطاريات أيون الصوديوم لها آفاق تطبيق واسعة، ومن المتوقع أن تكون مكملا قويا لبطاريات أيون الليثيوم وتحقق المزيد من الراحة للناس#39 سنة. ومع ذلك، لا تزال هناك العديد من المشاكل التي يتعين حلها لتحقيق التسويق الواسع النطاق لبطاريات صوديوم -أيون. ومن منظور البحوث التطبيقية، من الضروري زيادة تحسين عمليات تصنيع وتجميع مكونات البطارية. والأهم من ذلك، من الضروري تكريس أنفسنا لإجراء البحوث الأساسية واكتشاف وفهم العمليات الديناميكية الحرارية والحركية التي تتحكم في كيمياء هذه النظم. تلعب خرزات الزركونيا دورًا رئيسيًا في إنتاج بطاريات أيون الصوديوم. ومن خلال خصائصها الممتازة مثل الصلابة العالية، ومقاومة التآكل، والاستقرار الكيميائي، والكثافة العالية، يمكن أن تحسن خرزات الزركونيا بشكل كبير من كفاءة وجودة إعداد مواد أقطاب بطارية أيون الصوديوم، وبالتالي تحسين أداء وسلامة البطاريات. ومع التطور المستمر لتكنولوجيا بطاريات أيون الصوديوم، سيعزز استخدام خرزات الزركونيا عملية تصنيع تكنولوجيا البطاريات الجديدة هذه. يحتاج المجتمع إلى مستقبل أكثر استدامة وأخضر. فلنعمل معا لتعزيز تطوير بطاريات صوديوم -أيون.
قدم طلبك،
سنتصل بك في أسرع وقت ممكن
شركة سانشين للمواد الجديدة، المحدودة تركز على إنتاج وبيع الخرز الخزفي وأجزاء مثل وسائط الطحن، والخرز الناسف، والكرة الحاملة، والجزء الإنشائي، والبطانات المقاومة للتآكل الخزفي، والجسيمات النانوية المسحوق النانوي
الإنجليزية
الروسية
الفرنسية
الإسبانية
البرتغالية
العربية