ナトリウムイオン電池はどのように機能しますか?

ナトリウムイオン電池はどのように機能しますか?

A ナトリウムイオン電池(Naイオン電池)リチウムイオン電池と同様の仕組みですが、ナトリウムイオン(Na⁺)の代わりにリチウムイオン(Li⁺)エネルギーを蓄え、放出する。

仕組みを簡単に説明すると次のようになります。


基本コンポーネント:

  1. 陽極(負極)– 多くの場合、硬質炭素またはナトリウムイオンを収容できるその他の材料で作られています。
  2. カソード(正極)– 通常はナトリウム含有金属酸化物(例:マンガン酸化ナトリウム、リン酸鉄ナトリウム)で作られています。
  3. 電解質– ナトリウムイオンが陽極と陰極の間で移動できるようにする液体または固体媒体。
  4. セパレーター– 陽極と陰極の直接接触を防ぎながらイオンを通過させる膜。

仕組み:

充電中:

  1. ナトリウムイオンは移動する陰極から陽極へ電解質を通して。
  2. 電子は外部回路(充電器)を通って陽極に流れます。
  3. ナトリウムイオンは陽極材料に貯蔵(インターカレーション)されます。

放電中:

  1. ナトリウムイオンは移動する陽極から陰極へ戻る電解質を通して。
  2. 電子は外部回路(デバイスに電力を供給する)を通って陽極から陰極へと流れます。
  3. エネルギーが放出され、デバイスに電力を供給します。

要点:

  • エネルギーの貯蔵と放出頼るナトリウムイオンの往復運動2つの電極の間。
  • そのプロセスは可逆多くの充電/放電サイクルを可能にします。

ナトリウムイオン電池の利点:

  • より安い原料(ナトリウムが豊富)。
  • より安全いくつかの条件では(リチウムよりも反応性が低い)。
  • 寒冷地でも優れたパフォーマンス(一部の化学物質の場合)

短所:

  • リチウムイオンに比べてエネルギー密度が低い(1kgあたりの蓄えられるエネルギーが少ない)。
  • 現在成熟度が低いテクノロジー—商用製品の減少。

投稿日時: 2025年3月18日