1. Diferenças materiais
Cátodo (eletrodo positivo):
- As baterias de íon-lítio oferecem uma seleção mais ampla, incluindo materiais ternários, fosfato de ferro-lítio e óxido de cobalto-lítio.
- As baterias de íon-Na utilizam principalmente óxidos de metais de transição em camadas, poliânions e azul da Prússia.
- Disparidade de custos: O carbonato de lítio (íon-lítio) é significativamente mais caro (69x) do que o carbonato de sódio (íon-Na).
Ânodo (eletrodo negativo):
- As baterias de íon-lítio geralmente usam grafite artificial ou natural e materiais à base de silício.
- As baterias de íon-Na dependem principalmente de carbono duro, atualmente mais caro que os ânodos de íon-lítio (grafite artificial e natural).
Eletrólito:
- Ambos os tipos de bateria usam solventes, solutos e aditivos, mas as baterias de íon Na substituem o hexafluorofosfato de lítio por hexafluorofosfato de sódio ou perclorato de sódio.
- Embora os eletrólitos de íon Na tenham custos de matéria-prima mais baixos, a produção em larga escala ainda não se materializou, tornando-os atualmente mais caros do que os equivalentes de íons de lítio.
Colecionadores atuais:
- As baterias de íon-lítio requerem folha de cobre para o eletrodo negativo devido à reação da liga de lítio com alumínio em potenciais baixos.
- As baterias de íon-Na podem utilizar folha de alumínio mais barata para eletrodos positivos e negativos, pois o sódio não reage com o alumínio em potenciais baixos.
Separadores:
- Separadores de bateria de íon-lítio (polietileno e polipropileno) funcionam para baterias de íon-Na, mas não são ideais devido à adaptabilidade média. Novos separadores projetados especificamente para sistemas de íons Na estão em desenvolvimento.
2. Diferenças de desempenho
Densidade de Energia:
- As baterias de íon-Na ficam aquém das baterias ternárias de íon-lítio de alto desempenho, mas são comparáveis às baterias de fosfato de ferro-lítio em termos de capacidade de armazenamento de energia por unidade de peso.
Faixa de temperatura:
- As baterias de íon-Na são excelentes em operação em amplas temperaturas, funcionando de -40 graus a 80 graus.
- Mantêm uma impressionante capacidade de descarga em ambos os extremos:
- Mais de 100% da capacidade nominal a 55 graus e 80 graus (alta temperatura)
- Mais de 70% da capacidade nominal em -40 grau (baixa temperatura)
- Eles também podem atingir um carregamento eficiente (quase 100%) a -20 graus, superando as baterias de íons de lítio na funcionalidade de baixa temperatura.
Formulários:
- As baterias de íon-lítio, devido à sua maior densidade de energia, atendem a áreas que exigem alto desempenho da bateria, como armazenamento de energia e veículos elétricos.
- As baterias de íon-Na, com sua relação custo-benefício e desempenho excepcional em baixas temperaturas, são adequadas para aplicações de armazenamento de energia, veículos elétricos de baixa velocidade e veículos elétricos de duas rodas.
3. Conclusão:
Embora as baterias de íon Na e Li-ion sirvam como opções recarregáveis, suas distinções materiais levam a diferentes pontos fortes e fracos. As baterias de íon-Na oferecem uma alternativa econômica e tolerante a baixas temperaturas, especialmente para aplicações onde a alta densidade de energia não é a principal preocupação. À medida que a investigação e o desenvolvimento progridem, as baterias de iões de Na têm potencial para se tornarem ainda mais competitivas no futuro.