Дорожная карта развития натрий-ионных аккумуляторов на 2021 год
2021 roadmap for sodium-ion batteries
2021-07-01
SCID: 54.1/57s28y9a
Discuss with AI
литий-ионные аккумуляторынедорогие электромобилинатрий-ионные аккумуляторытвердоэлектролитная межфазная фазастационарное хранение энергии
Figures from the paper
Abstract (AI)
Растущая обеспокоенность устойчивостью источников лития, обусловленная их ограниченной доступностью и ожидаемым вследствие этого ростом цен, повысила осознание важности разработки альтернативных систем хранения энергии, способных удовлетворить постоянно увеличивающийся спрос на энергию. Кроме того, ограниченная доступность переходных металлов, используемых при производстве катодных материалов, наряду с сомнительными методами добычи, стимулирует переход к более устойчивым элементам. Благодаря высокой распространённости и экономической эффективности натрия, а также его весьма подходящему окислительно-восстановительному потенциалу, близкому к потенциалу лития, технология натрий-ионных аккумуляторов обладает огромным потенциалом как альтернатива литий-ионным аккумуляторам (LIB) в различных сценариях применения, включая стационарное хранение энергии и недорогие транспортные средства. Этот потенциал отражается в значительных инвестициях промышленности в широкий спектр рынков и разнообразные сочетания материалов. Несмотря на преимущества, связанные с возможностью прямой замены LIB, между натрием и литием существуют существенные различия в физико-химических свойствах, приводящие к различному поведению, например к различным координационным предпочтениям в соединениях, энергиям десольватации или растворимости компонентов неорганических солей твёрдого электролитного межфазного слоя. Это требует более детального изучения лежащих в основе физических и химических процессов, протекающих в натрий-ионных аккумуляторах, и открывает широкие возможности для принципиально новых достижений в данной области — от лабораторного масштаба до масштабирования производства. В настоящей дорожной карте эксперты из академической и промышленной сфер представляют обстоятельный обзор современного состояния исследований на 2021 год, а также различных направлений и стратегий, разрабатываемых для повышения характеристик натрий-ионных аккумуляторов. Цель состоит в формировании экспертного мнения о текущих проблемах и возможностях — от фундаментальных свойств до практического применения этой...
Key Findings
1
Различия физико-химических свойств натрия и лития приводят к различиям в координации, энергиях десольватации и поведении неорганических компонентов твёрдого электролитного интерфейса, требуя специализированных фундаментальных исследований.
2
Ограниченная доступность лития, ожидаемый рост его цены и проблемы с добычей переходных металлов стимулируют промышленные и научные инвестиции в натрий-ионные батареи.
3
Натрий-ионные батареи рассматриваются как устойчивые альтернативы литий-ионным благодаря высокой распространённости, низкой стоимости натрия и близкому к литиевому редокс-потенциалу.
4
Натрий-ионная технология может применяться в стационарных системах хранения энергии и недорогих транспортных средствах, потенциально используя существующую инфраструктуру производства литий-ионных батарей.
5
Дорожная карта 2021 года рассматривает современное состояние технологии и исследовательские стратегии повышения характеристик натрий-ионных батарей от лабораторных разработок до масштабирования.
Research Object
натрий-ионные аккумуляторные батареи
Research Subject
фундаментальные физико-химические процессы, повышение эксплуатационных характеристик и развитие применений натрий-ионных аккумуляторных батарей
Publication Details
Publication Date
2021-07-01
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
279
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest