Натрий-ионные аккумуляторы

Рассмотрено современное состояние натрий-ионных аккумуляторов, работающих при комнатной температуре, с учетом последних разработок анодных, электролитных и катодных материалов. Хотя эти устройства находятся на ранней стадии развития, они перспективны для применения в системах крупномасштабного хранения энергии в электрических сетях благодаря распространенности и очень низкой стоимости натрийсодержащих прекурсоров, используемых для изготовления их компонентов. Инженерные знания, недавно полученные при разработке высокоэффективных литий-ионных аккумуляторов, могут быть использованы для обеспечения быстрого прогресса в этой области, хотя для натрийсодержащих систем двойной интеркаляции потребуются другие электродные материалы и электролиты. В частности, необходимо выявить новые анодные материалы, поскольку графитовый анод, широко применяемый в литиевых системах, не интеркалирует натрий в сколько-нибудь заметной степени. Для катодов доступен более широкий набор вариантов, включая высокоэффективные слоистые оксиды переходных металлов и полианионные соединения. Последние разработки электродных материалов обнадеживают, однако необходим большой объем дальнейших исследований, особенно в области новых электролитов и понимания пленок межфазного слоя твердого электролита (SEI). Расчеты инженерного моделирования энергетической плотности натрий-ионных аккумуляторов показывают, что для них возможна удельная энергия 210 Вт·ч·кг−1 по сравнению с существующей литий-ионной технологией, если удастся достичь емкости катода 200 мА·ч·г−1 и емкости анода 500 мА·ч·г−1 при среднем напряжении элемента 3,3 В.