| nickelsaltbatteri | |
|---|---|
| Uppladdningsbart batteri FIAMM SoNick 48TL200 (48 V, 200 Ah) | |
| Specifik energiintensitet | 140 Wh/kg |
| Specifik energitäthet | 280 Wh/dm³ |
| Elektromotorisk kraft | 2,58V _ |
| Arbetstemperatur | från 270 ° С till 350 ° С ° С |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
Nickelsaltbatteri (Ni-NaCl, alias nickel-natriumkloridbatteri, alias natrium-nickelkloridbatteri) är en sekundär kemisk strömkälla där natriummetall är katoden , elektrolyten är en korundkeramisk glasseparator ( beta - aluminiumoxid) ) och smält salt, anod -nickeltråd . Den elektromotoriska kraften hos ett nickelsaltbatteri är 2,56 V, den specifika energitätheten är cirka 140 Wh/kg i celler och över 90 Wh/kg i färdiga batterier med styrsystem. Beroende på driftläge (buffert eller cykliskt läge) är livslängden från 3000 till 9000 laddnings-urladdningscykler, eller mer än 20-25 år i buffertläget. Nickelsaltbatterier kan förvaras urladdade, till skillnad från blysyra- och nickelmetallhydridbatterier , som måste förvaras fulladdat, och litiumjonbatterier , som måste förvaras vid 40 % av batterikapaciteten.
Nickelsaltbatterier (2 NaCl -Ni) är batterier med hög specifik energiförbrukning, cykling och motståndskraft mot höga temperaturer (driftstemperatur från 270 till 350°C). De är gjorda av vanligt bordssalt , keramik och nickel. Batterierna är helt slutna, relativt kompakta jämfört med traditionella blybatterier och miljövänliga.
Forskning om studiet av laddningsbara batterier baserade på natrium som en negativ elektrod började på 60-talet av förra seklet. Natrium uppmärksammades av forskare främst på grund av dess höga elektriska potential på -2,71 V, låg vikt, icke-toxicitet och låga kostnader.
Det mest kända natriumbaserade batteriet är natrium-svavelbatteriet tillverkat av det japanska företaget NGK . Nickelsaltbatterier är en logisk fortsättning på natrium-svavelteknologi, även om de inte har de nackdelar som är inneboende i natrium-svavelbatterier, nämligen att de inte innehåller kaustikt svavel, vilket på grund av dess egenskaper bidrar till snabb korrosion av keramik och minskar därmed batteritiden.
Nickelsaltbatterier testades första gången på 1970-talet av ett team av forskare vid projektet Zeolite Battery Research Africa (ZEBRA) i Pretoria, Sydafrika, ledd av Dr. Johan Kotzer. Enligt projektets förkortade namn fick batteriet namnet Zebra. Under 1980-talet beskrev Beta Research and Development i Derby, Storbritannien, till fullo elementens kemi, de elektrokemiska processerna och produktionscykeln.
I 20 år har en grupp forskare fulländat tekniken och testat tillsatser från olika metaller i den aktiva substansen för att uppnå de högsta prestandaindikatorerna.
Serieproduktion av nickel-saltbatterier för olika industrier lanserades 1998 i Stabio, Schweiz vid MES-DEA-fabriken. Idag är detta företag en del av FIAMM-gruppen och tillverkar batterier för energi-, kommunikations- och energilagringssystem.
Ett särdrag för driften av nickelsaltbatteriet är det smälta tillståndet hos elektrolyten (NaAlCl4) och den negativa elektroden (Na), vars smältpunkt är 157 ° C respektive 98 ° C. Det är av denna anledning som alla batterier baserade på användning av natrium, såsom natrium-svavel, klassificeras som högtemperatur och fungerar vid en temperatur på cirka +250 ° C.
Den negativa elektroden är gjord av natrium och är också i smält tillstånd under drift. Den elektriska potentialen hos natrium (-2,71 V) gjorde det extremt attraktivt för användning i energilagringssystem, plus att det är lätt, ofarligt, och viktigast av allt, detta ämne är billigt.
Den positiva elektroden är gjord av nickel och omvandlas när den är laddad till nickelklorid.
De positiva och negativa elektroderna är separerade från varandra med ett keramiskt separatormembran. Den är gjord av β-aluminiumoxid (korund) och säkerställer flödet av en elektrokemisk reaktion som passerar natriumjoner genom sig själv.
När det laddas, reagerar saltet med nickel och bildar nickelklorid, som frigör 2 natriumjoner, som passerar genom den keramiska separatorn, ackumuleras på dess yttervägg.
Under utsläppet reduceras bordssalt och nickel i den keramiska separatorns inre hålighet.
Laddning/urladdningsprocessen är helt omvänd, utan att några biprodukter bildas, vilket gör det möjligt att uppnå hög livslängd i både buffert och cykliskt läge.
Det sammansatta batteriet har en något lägre energitäthet (>90 Wh/kg) på grund av närvaron av värmeisolering och en elektronisk styrmodul.