| nikkel salt batteri | |
|---|---|
| Genopladeligt batteri FIAMM SoNick 48TL200 (48 V, 200 Ah) | |
| Specifik energiintensitet | 140 Wh/kg |
| Specifik energitæthed | 280 Wh/dm³ |
| Elektromotorisk kraft | 2,58V _ |
| Arbejdstemperatur | fra 270 °С til 350 °С °С |
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |
Nikkel-salt batteri (Ni-NaCl, alias nikkel-natriumchlorid batteri, alias natrium-nikkel-chlorid batteri) er en sekundær kemisk strømkilde , hvori natriummetal er katoden , elektrolyt er en korund keramisk glas-separator (beta- alumina ) ) og smeltet salt, anode- nikkeltråd . Den elektromotoriske kraft af et nikkel-salt batteri er 2,56 V, den specifikke energitæthed er omkring 140 Wh/kg i celler og over 90 Wh/kg i færdige batterier med et kontrolsystem. Afhængigt af driftstilstanden (buffer- eller cyklisk tilstand) er levetiden fra 3000 til 9000 opladnings-afladningscyklusser eller mere end 20-25 år i buffertilstand. Nikkel-salt-batterier kan opbevares afladet, i modsætning til bly-syre- og nikkel-metalhydrid- batterier, som skal opbevares fuldt opladet, og lithium-ion-batterier , som skal opbevares ved 40 % af batterikapaciteten.
Nikkel-salt batterier (2 NaCl -Ni) er batterier med højt specifikt energiforbrug, cykling og modstandsdygtighed over for høje temperaturer (driftstemperatur fra 270 til 350°C). De er lavet af almindeligt bordsalt , keramik og nikkel. Batterierne er fuldstændig forseglede, relativt kompakte i forhold til traditionelle bly-syre batterier og miljøvenlige.
Forskning i studiet af genopladelige batterier baseret på natrium som en negativ elektrode begyndte i 60'erne af forrige århundrede. Natrium tiltrak sig videnskabsmænds opmærksomhed primært på grund af dets høje elektriske potentiale på -2,71 V, lette vægt, ikke-toksicitet og lave omkostninger.
Det mest kendte natrium-baserede batteri er natrium-svovl-batteriet fremstillet af det japanske selskab NGK . Nikkel-salt-batterier er en logisk fortsættelse af natrium-svovl-teknologien, mens de ikke har de ulemper, der ligger i natrium-svovl-batterier, nemlig at de ikke indeholder kaustisk svovl, som på grund af dets egenskaber bidrager til hurtig korrosion af keramik og derved reducerer batteriets levetid.
Nikkel-salt-batterier blev først testet i 1970'erne af et team af forskere ved Zeolite Battery Research Africa (ZEBRA)-projektet i Pretoria, Sydafrika ledet af Dr. Johan Kotzer. Ifølge projektets forkortede navn fik batteriet navnet Zebra. I løbet af 1980'erne beskrev Beta Research and Development i Derby, Storbritannien, fuldstændigt grundstoffernes kemi, de elektrokemiske processer og produktionscyklussen.
I 20 år har en gruppe videnskabsmænd perfektioneret teknologien og testet tilsætningsstoffer fra forskellige metaller i det aktive stof for at opnå de højeste præstationsindikatorer.
Serieproduktion af nikkel-salt batterier til forskellige industrier blev lanceret i 1998 i Stabio, Schweiz på MES-DEA fabrikken. I dag er denne virksomhed en del af FIAMM-gruppen og producerer batterier til energi-, kommunikations- og energilagringssystemer.
Et træk ved driften af nikkel-saltbatteriet er den smeltede tilstand af elektrolytten (NaAlCl4) og den negative elektrode (Na), hvis smeltepunkt er henholdsvis 157 ° C og 98 ° C. Det er af denne grund, at alle batterier baseret på brug af natrium, såsom natrium-svovl, er klassificeret som højtemperatur og fungerer ved en temperatur på omkring +250 °C.
Den negative elektrode er lavet af natrium og er også i smeltet tilstand under drift. Det elektriske potentiale af natrium (-2,71 V) gjorde det ekstremt attraktivt til brug i energilagringssystemer, plus det er let, harmløst, og vigtigst af alt er dette stof billigt.
Den positive elektrode er lavet af nikkel og omdannes, når den er opladet, til nikkelchlorid.
De positive og negative elektroder er adskilt fra hinanden af en keramisk separatormembran. Den er lavet af β-aluminiumoxid (korund), og sikrer strømmen af en elektrokemisk reaktion, der passerer natriumioner gennem sig selv.
Ved opladning reagerer saltet med nikkel og danner nikkelchlorid, som frigiver 2 natriumioner, som passerer gennem den keramiske separator og samler sig på dens ydervæg.
Under udledningen reduceres bordsalt og nikkel i det indre hulrum i den keramiske separator.
Ladning/afladningsprocessen er fuldstændig omvendt, uden dannelse af biprodukter, hvilket gør det muligt at opnå høj levetid i både buffer og cyklisk tilstand.
Det samlede batteri har en lidt lavere energitæthed (>90 Wh/kg) på grund af tilstedeværelsen af termisk isolering og et elektronisk styremodul.