logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Akumulatory sodowo-jonowe vs litowo-jonowe: zalety i wady.

sortes 19 Gru 2024 13:03 3786 24

TL;DR

  • Porównano akumulatory sodowo-jonowe z litowo-jonowymi, podkreślając niższy koszt sodu, większą dostępność surowca i potencjalnie mniejsze ryzyko pożaru.
  • Sód ma działać lepiej na zimnie, znosić pełne rozładowanie oraz oferować wyższy prąd i nieco szybsze ładowanie niż Li-ion.
  • Wadą pozostaje około połowa gęstości energii, niższe napięcie nominalne 3 V wobec 3,6 V oraz potrzeba własnych obwodów ładowania i sterowania.
  • Wersje sodowe 18650 pojawiły się masowo na AliExpress, a deklarowana pojemność wynosi 1300 mAh, minimum 1200 mAh przy 0,2 C.
  • Przy -20°C pojemność spadła o 8% dla sodu i o 11% dla litu, a ładowanie przewidziano standardowo 650 mA i maksymalnie 3,9–4 A.
Wygenerowane przez model językowy.
📢 Słuchaj (AI):
  • Akumulatory sodowo-jonowe.

    To ci sami „ zabójcy akumulatorów litowo-jonowych ”, których obiecywano nam przez ostatnie 8-9 lat.
    Sód występuje na Ziemi około 100 razy częściej i jest około 50 razy tańszy.
    Mówią, że w tych akumulatorach jest mniej prawdopodobny niebezpieczny pożar, a same akumulatory nie tracą pojemności na zimno i nie niszczą się po całkowitym rozładowaniu.
    Wadami są połowa gęstości energii, powolne ładowanie i niski prąd.

    W pewnym momencie pojawiła się informacja, że ​​wszystkie problemy zostały rozwiązane, a nawet zapowiedziano parę bliźniaczych samochodów elektrycznych wykorzystujących takie akumulatory – Sehol E10X/JAC Yiwei 3, ale jednak weszły one do produkcji z akumulatorami litowymi.
    A odnośnie sodowych wszędzie panuje cisza.

    Tymczasem akumulatory sodowo-jonowe w formacie 18650 pojawiły się masowo na Aliexpress.

    Dobra wiadomość jest taka, że ​​sód może dostarczać wyższy prąd i ładuje się nieco szybciej niż litowo-jonowy.
    W temperaturze -20°C pojemność akumulatora sodowo-jonowego spadła o 8%, a litowo-jonowego o 11%.
    Do wad (poza połową pojemności) należy zaliczyć napięcie nominalne sodu 3 V w porównaniu do 3,6 V dla litu-jonu, co oznacza, że ​​nie można ich stosować w infrastrukturze litowej.
    Potrzebujesz więc własnych obwodów ładowania i sterowania, choć podobnych do litowo-jonowych.
    Akumulator sodowo-jonowy można rozładować do zera i jednocześnie w tym stanie można go transportować, gdyż rozładowany do zera nie może wytwarzać dużych prądów i nie ma możliwości pożaru na skutek zwarcia.
    Pojemność 1300, minimum 1200 mAh przy prądzie rozładowania 0,2 C i napięciu do 1,8 wolta.
    Napięcie transportowe 2,0 V.
    Standardowy prąd ładowania wynosi 650 mA.
    Maksymalny prąd ładowania wynosi 3,9 A przy limicie napięcia 3,95 V, lub 4A z limitem 4,0 woltów.
    Dokumentacja jest dostępna tutaj.

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    sortes
    Poziom 13  
    Offline 
    sortes napisał 426 postów o ocenie 73, pomógł 2 razy. Mieszka w mieście Szczecin. Jest z nami od 2006 roku.
  • #2 21355433
    gulson
    Administrator Systemowy
    Posty: 29374
    Pomógł: 148
    Ocena: 6058
    Bardzo ciekawe, trzeba by było wziąć na testy.
    Na razie opinie są takie:
    Bateria wytrzymała 2 ładunki. Całkowicie bezużyteczne. Złamanie zajęło 2 ładunki. Złe doświadczenie

    Chyba trzeba mieć jakieś dedykowane ładowarki?
  • #3 21355462
    androot
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Posty: 1801
    Pomógł: 54
    Ocena: 635
    Sód występuje 100 x częściej od czego?
    Na: 2,83% w skorupie ziemskiej, Li: 0,0007%. Trochę więcej niż 100 razy...
  • #4 21355484
    TechEkspert
    Redaktor
    Posty: 7177
    Pomógł: 16
    Ocena: 5544
    Dla testu ładowania można wykorzystać zasilacz warsztatowy, jednak do regularnego użytkowania przydałyby się standardowe ładowarki i układy ładowania tak spopularyzowane jak dla Li-Ion.
  • #5 21355522
    roman106
    Poziom 28  
    Posty: 1379
    Pomógł: 101
    Ocena: 237
    sortes napisał:
    nawet zapowiedziano parę bliźniaczych samochodów elektrycznych wykorzystujących takie akumulatory [...], ale jednak weszły one do produkcji z akumulatorami litowymi

    Widocznie z akumulatorami sodowymi miały niesamowite osiągi, ładowanie w 5 minut itp.

    Cena tych sodowych 18650 na Aliexpress świadczy o tym, że samochody elektryczne z takimi bateriami byłyby o wiele tańsze niż spalinowe. Zapaleni cykliści mieliby dylemat: kupić wypasiony rower za porządną kasę czy znacznie tańszy samochód elektryczny...

    Ja nie widzę możliwości przebicia się takich akumulatorów na rynku. Co kilka tygodni powstają artykuły o nowych cudownych bateriach, które są niesamowite i już za chwilę wejdą do taniej produkcji. Po przeczytaniu takiej wzmianki zapominasz o niej i dobrze, bo za kilka tygodni nowe odkrycie.

    "A odnośnie sodowych wszędzie panuje cisza" - czyli standardowo. Zawsze po ogłoszeniu cudownych ogniw panuje cisza.
  • #6 21355540
    krzbor
    Poziom 29  
    Posty: 1757
    Pomógł: 41
    Ocena: 1064
    Tu ciekawy artykuł: Link. To może być przyszłość banków energii.
  • #7 21355603
    sortes
    Poziom 13  
    Posty: 426
    Pomógł: 2
    Ocena: 73
    Znalazłem ciekawą (w języku rosyjskim) recenzję i raport z badania takich akumulatorów:

    "W tej recenzji opowiem o nowym typie akumulatora o nowym składzie chemicznym, przetestuję jedno ogniwo i porównam je z podobnym akumulatorem litowo-jonowym.
    Element ten ma deklarowaną pojemność 1300 mAh, średnie napięcie 3 wolty i napięcie robocze od 1,5 do 4,1 woltów.
    Zalety - bezpieczny z punktu widzenia ognia, można rozładować do zera bez utraty swoich właściwości, praca w temperaturach do -40 stopni, prąd do 26A, do 2000 cykli. "

    Test akumulatorów sodowo-jonowych.
  • #8 21355629
    bratHanki
    Poziom 39  
    Posty: 5702
    Pomógł: 451
    Ocena: 1385
    LiFePO4 też niby lepsze i bezpieczniejsze tańsze i jakoś też nie maja szczęścia. Producenci zaangażowali ogromne środki w badania nad Li-pol , Li-ion , ich produkcję i elektronikę do nich więc nie będą piłować gałęzi, na której fajnie im się siedzi. Jak zarobią dostatecznie dużo to na rynki wejdą inne rozwiązania.
  • #9 21356266
    marekm1972
    Poziom 13  
    Posty: 179
    Pomógł: 3
    Ocena: 43
    Kiedy orientacyjnie szacujecie dostępność dużych ogniw sodowo-jonowych? Bo nie wiem czy w perspektywie kilku miesięcy robić magazyn 14kWh na LiFePO4 (16S 280Ah + BMS 100A) czy jeszcze trochę poczekać (powiedzmy rok) i zrobić na sodowych gdzie można prościej bez BMS? Ten duży zakres zmian napięcia może wprawdzie oznaczać niewykorzystanie części pojemności przy współpracy ze "standardowymi" falownikami (40-60V), ale może to i lepiej dla trwałości w cyklach, a odpadają problemy z BMS (czy będzie się komunikował z falownikiem i dlaczego czasem się zawiesza, po obu stronach zamknięty firmware którego nie ma jak poprawić), po napięciu od razu widać ile jeszcze zostało.

    Myślę o takich jak przykładowo tu (niestety na razie tylko "contact form" czyli pewnie jeszcze nie do kupienia) - https://www.evlithium.com/sodium-ion-battery/210ah-sodium-prismatic-battery-cell.html

    Dla falownika o zakresie pracy 40-60V i pakietu 16S wychodzi zakres zmian 2,5-3,75V na ogniwo, według wykresu jaki podają to odpowiada SOC 10-90% więc użyteczne 80% pojemności do wykorzystania (nie tak źle) i 16 takich ogniw to 8 kWh magazynu. Powinien wystarczyć prosty balanser, no i dopuszczalne ładowanie/rozładowanie w ujemnych temperaturach więc nie muszę tego trzymać w pomieszczeniu, może być w jakiejś skrzynce na zewnątrz tylko zacienionej (np. pod panelami) by latem nie było tam za gorąco. Chciałoby się zapytać, gdzie jest haczyk?
  • #10 21356760
    sortes
    Poziom 13  
    Posty: 426
    Pomógł: 2
    Ocena: 73
    Czy niebawem pojawią się powszechnie dostępne tanie akumulatory?
    Wygląda na to, że czekają nas duże zmiany w dziedzinie magazynowania energii.
    Z tego, czego już można się doczytać z różnych źródeł, będzie można "magicznie" naładować akumulator w parę sekund!
    Piękne czasy nadchodzą.

    Trochę poszperałem i znalazłem dla bardziej zaciekawionych tematem:

    Rozładowywanie akumulatorów litowo-jonowych do 0 V: problemy i ryzyko.

    Bateria sodowo-jonowa: ostateczny przewodnik.


    Ładowarki do akumulatorów sodowo-jonowych.


    Baterie sodowe - Jak zarządzać bateriami bez dedykowanego kontrolera/monitora.

     
  • #11 21356794
    roman106
    Poziom 28  
    Posty: 1379
    Pomógł: 101
    Ocena: 237
    Ładowanie w parę sekund, kilkaset tysięcy cykli ładowania - po prostu piękne czasy. Można śmiało napisać, że te baterie będą wieczne w stosunku do obecnych. Na pewno od 2016 roku wprowadzili je do sprzedaży, nie chce mi się szukać jak się nazywają i gdzie można kupić:

    Uniwersytet w Kalifornii skonstruował baterię, która wytrzymuje kilkaset tysięcy cykli ładowania

    Źródło:
    A battery you can charge hundreds of thousands of times
  • #12 21357353
    paszczakq
    Poziom 27  
    Posty: 1019
    Pomógł: 48
    Ocena: 204
    Krzemowo-węglowe też są i to w smartfonach .
  • #13 21357486
    andreyatakum
    Poziom 15  
    Posty: 791
    Ocena: 1123
    sortes napisał:
    Wadami są połowa gęstości energii, powolne ładowanie i niski prąd.

    Połowa gąstości w stosunku do wagi czy do rozmiaru?
  • #14 21358579
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #15 21358788
    bratHanki
    Poziom 39  
    Posty: 5702
    Pomógł: 451
    Ocena: 1385
    Są też w lampach outdorowych bo są o wiele odporniejsze na niekorzystne warunki pracy.
  • #16 21377143
    karroryfer
    Poziom 12  
    Posty: 104
    Pomógł: 1
    Ocena: 34
    >>21358788 Ciekawe czy któreś z tanich ładowarek LiON (np Litto Kala() ma albo ma szanse na upgrade firmwaru i łądowanie takich ogniw - to wydaje się znacznie prostsze zadanie niz LiOn
    li
  • #17 21473180
    marekm1972
    Poziom 13  
    Posty: 179
    Pomógł: 3
    Ocena: 43
    Odśnieżam temat - mamy już marzec 2025, a nadal nie widzę by dało się łatwo kupić duże ogniwa Na-ion - ktoś wie dlaczego? A może komuś już udało się sprowadzić z Chin? Choć lepiej jakby były już w jakimś europejskim magazynie.

    Przydałoby mi się zrobić magazyn energii, dla bezpieczeństwa umieszczony na zewnątrz. Na-ion mają mieć szerszy zakres temperatur pracy, również na mrozie z czym LiFePO4 mają problem (wiem że można podgrzewać ale to też zużywa energię której akurat zimą najbardziej brakuje). Podoba mi się też wyraźna zależność napięcia od stanu naładowania, czyli łatwo określić ile jeszcze zostało, bez kombinowania z liczeniem ładunku które z czasem lubi się rozjeżdżać - i znaczy to też, że balanser nie musi być jakiś super dokładny (może prosty pasywny wystarczy).
  • #18 21473240
    paszczakq
    Poziom 27  
    Posty: 1019
    Pomógł: 48
    Ocena: 204
    Z artykułów prasowych wyczytałem że na razie produkują pod zamówienia przemysłowe . Jak na przykład magazyny energii dla sektora energetycznego . Zatem zanim będize dostępne dla publicznosci to potrwa trochę . Równoczesnie pewnie pojawią się używane egzemplarze pewnie .Krzemowo-węglowe już są w smartfonach .
  • #19 21473430
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #20 21473624
    marekm1972
    Poziom 13  
    Posty: 179
    Pomógł: 3
    Ocena: 43
    Prawie każdy który współpracuje też z aku ołowiowymi i pozwala ręcznie ustawiać napięcia w zakresie 40-60V. OK, godzę się z tym że nie wykorzystam całej pojemności a tylko zakres 10-90% ale może to i lepiej dla trwałości (wytrzyma więcej płytszych cykli), te ostatnie 10% to "żelazna rezerwa" do wykorzystania nawet jak falownik już się wyłączy, dla jakichś ważnych ale małej mocy urządzeń przez przetwornicę DC/DC zasilaną bezpośrednio z baterii, a powyżej 90% to rezerwa na nierówno zbalansowane ogniwa by żadnego nie przeładować.
  • #21 21474711
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #23 21549136
    marekm1972
    Poziom 13  
    Posty: 179
    Pomógł: 3
    Ocena: 43
    Udało się komuś może już znaleźć te ogniwa sodowo-jonowe sprzedawane z jakiegoś magazynu w Europie (by czas oczekiwania i koszty transportu były rozsądne)? W kilku firmach sprzedających LiFePO4 pytałem ale jeszcze nikt nic nie wie. Alibaba ma tego pełno, ale wszędzie długo i drogi transport (albo nie ma możliwości wprost włożyć do koszyka, a tylko można sobie z nimi czatować), a nawet przy obecnych ograniczeniach (wykorzystanie pojemności od 10% do 90% ze względu na zakres napięć) przydałoby się móc mieć magazyn na zewnątrz bez obaw o problemy z ładowaniem na mrozie. Jak ogniwa będą tańsze od LiFePO4 to na zewnątrz mogę ich mieć nawet 2 razy więcej by skompensować mniejszą gęstość energii, miejsce mnie tak nie ogranicza jak wewnątrz i ewentualne fajerwerki (mało prawdopodobne ale jednak możliwe) czy nawet tylko zwykłe rozszczelnienie się i chemiczne wyziewy też lepiej byłoby mieć na zewnątrz.
  • #24 21652489
    marekm1972
    Poziom 13  
    Posty: 179
    Pomógł: 3
    Ocena: 43
    Niby są na Ali... jakieś 2,9V 230Ah (nadal nie w Europie, 2 miesiące czekania na dostawę z Chin) - np. https://pl.aliexpress.com/item/1005009431959982.html - napisałem prośbę o datasheet i przysłali (w załączniku), ale tu niestety zaskoczenie, bo ładowanie nadal dozwolone tylko w temperaturach powyżej zera. Dopytywałem jeszcze czy na mrozie na pewno nie można ładować chociaż 0,05C ale potwierdzili że nie. Czyli szału nie ma, cena do pojemności podobnie jak LiFePO4. A szkoda, bo już nawet znalazłem zewnętrzne hermetyczne pudełko ale w rozmiarach że nie wejdzie 16S (2x8) a tylko 15S (3x5) więc max napięcie zgodne z typowymi falownikami, tylko ostatnie 20% rozładowania zostanie niewykorzystane (chyba że poza falownikiem przez przetwornicę DC/DC do jakiegoś oświetlenia awaryjnego LED). U nas zimy w miarę łagodne, ale jak oni ładują elektryki zimą w Norwegii za kołem podbiegunowym?
    Załączniki:
    • 钠离子电池产品规格书-72173207-230Ah -A002-通用.pdf (708.36 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
  • #25 21652976
    roman106
    Poziom 28  
    Posty: 1379
    Pomógł: 101
    Ocena: 237
    marekm1972 napisał:
    U nas zimy w miarę łagodne, ale jak oni ładują elektryki zimą w Norwegii za kołem podbiegunowym?

    W prosty sposób: po podłączeniu do ładowarki akumulatory są podgrzewane przed ładowaniem.
📢 Słuchaj (AI):

Podsumowanie tematu

✨ Akumulatory sodowo-jonowe (Na-ion) są postrzegane jako potencjalna alternatywa dla akumulatorów litowo-jonowych (Li-ion) ze względu na większą dostępność i niższy koszt sodu, a także lepsze właściwości bezpieczeństwa, takie jak mniejsze ryzyko pożaru, odporność na rozładowanie do zera bez utraty pojemności oraz stabilna praca w niskich temperaturach (do -40°C). Jednak ich gęstość energii jest około połowę mniejsza niż Li-ion, a także charakteryzują się wolniejszym ładowaniem i niższym prądem. W praktyce pojawiły się już ogniwa sodowo-jonowe w formacie 18650 dostępne na platformach takich jak Aliexpress, lecz ich trwałość i jakość są kwestionowane (np. szybkie uszkodzenia po kilku cyklach ładowania).

Na rynku brakuje szeroko dostępnych dużych ogniw Na-ion, które obecnie produkowane są głównie na zamówienia przemysłowe, np. do magazynów energii. Problematyczna jest także kompatybilność z istniejącymi inwerterami i systemami BMS, gdyż zakres napięć pracy Na-ion różni się od Li-ion, co wymaga dostosowania elektroniki. Niektóre dyskusje wskazują, że prostsze zarządzanie bateriami sodowymi może pozwolić na rezygnację z zaawansowanych BMS.

Wśród zalet Na-ion wymienia się możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur, lepszą stabilność napięcia w funkcji stanu naładowania, co ułatwia monitorowanie poziomu energii, oraz potencjalnie dłuższą żywotność (do 2000 cykli). Jednak ograniczenia dotyczące ładowania w temperaturach poniżej 0°C oraz obecna wysoka cena i ograniczona dostępność dużych ogniw hamują ich popularyzację.

W dyskusji pojawiły się także odniesienia do innych technologii, takich jak LiFePO4, które mimo zalet nie zdobyły dominacji, oraz do nowych rozwiązań, np. baterii opartej na krzemowo-węglowych anodach stosowanych w smartfonach. Przykłady pojazdów elektrycznych (Sehol E10X, JAC Yiwei 3) planujących użycie Na-ion ostatecznie weszły do produkcji z akumulatorami litowymi.

Podsumowując, Na-ion to obiecująca technologia magazynowania energii, szczególnie dla zastosowań przemysłowych i magazynów energii, ale na rynku konsumenckim nadal brakuje powszechnej dostępności, kompatybilnych systemów i konkurencyjnej ceny w stosunku do Li-ion i LiFePO4.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA