Когда аккумулятор разряжается, ионы натрия перемещаются от анодной пластины к катодной через электролит — натриевую соль, растворённую в органике. В этот момент высвобождаются электроны, которые устремляются во внешнюю цепь и создают электрический ток. При зарядке процесс идёт в обратную сторону: ионы натрия возвращаются на место, и электроды восстанавливают своё исходное состояние.
Из чего состоит батарея
Устройство включает четыре основных элемента:
Анод — сделан из твёрдого углерода, который может многократно поглощать и отдавать ионы натрия.
Катод — обычно производят из соединений натрия с переходными металлами, такими как марганец, железо, никель или медь.
Электролит — раствор натриевой соли в органическом растворителе.
Сепаратор — служит барьером, не давая аноду и катоду соприкасаться друг с другом.
Сильные стороны натрий-ионных батарей
Работа в холоде
Натрий-ионные аккумуляторы уверенно функционируют при морозе до –40 °C, теряя при этом не более 10% ёмкости. У свинцово-кислотных собратьев на холоде ситуация иная: ёмкость падает гораздо сильнее, снижается пусковой ток, а время заряда заметно увеличивается. Всё дело в электролите — ионы натрия не теряют подвижности даже при сильном охлаждении.
Быстрая зарядка
Эти батареи допускают зарядку током вплоть до 1C (то есть равным номинальной ёмкости в ампер-часах), но для этого потребуется зарядное устройство с режимом CC/CV — подойдёт любое интеллектуальное. Например, аккумулятор на 70 А·ч можно заряжать током 70 А, что заметно быстрее, чем у свинцовых моделей. У последних максимальный зарядный ток составляет всего 0,1–0,2C, то есть для АКБ на 80 А·ч — это 8–16 А.
Вес и размеры
Натрий-ионная батарея при одинаковой ёмкости весит примерно вдвое меньше свинцовой. Для примера: модель на 70 А·ч имеет массу около 8,3 кг, тогда как свинцовый аналог той же ёмкости потянет на 19 кг. Кроме того, габариты меньше, что упрощает размещение под капотом.
Долговечность
Ресурс таких аккумуляторов превышает 3000 циклов заряда-разряда с сохранением 80% остаточной ёмкости. У свинцовых же этот показатель обычно составляет 300–500 циклов. Плюс натрий-ионные модели гораздо легче переносят глубокий разряд без серьёзного ущерба для срока службы.
Безопасность
Они меньше подвержены возгоранию по сравнению со свинцовыми аналогами. В обычных условиях эксплуатации не выделяют токсичных газов. При этом работоспособность сохраняется даже при нагреве до +70–90 °C.
Экономическая сторона
В обозримом будущем стоимость таких батарей станет сопоставимой со свинцовыми — в отличие от дорогостоящих литий-ионных. Производство можно наладить на уже существующих линиях без серьёзной перенастройки оборудования. Сырьё тоже дешевле и доступнее: натрий занимает шестое место по распространённости в земной коре, его добывают из морской воды и обычной поваренной соли.
Экологичность
Используемые компоненты менее ядовиты по сравнению со свинцом. Утилизация проходит проще и безопаснее, а само производство и переработка наносят меньший вред окружающей среде.
Энергетическая плотность
У натрий-ионных аккумуляторов она значительно выше, чем у свинцово-кислотных: порядка 165–175 Вт·ч/кг против 30–50 Вт·ч/кг. Это позволяет получать бо́льшую ёмкость при тех же размерах либо уменьшать габариты без потери ёмкости.
Пусковые токи
Батареи способны выдавать высокие токи, необходимые для запуска мотора. К примеру, модель мощностью 450 Вт·ч обеспечивает пусковой ток до 2120 А (это видно на прилагаемом фото). Напряжение остаётся стабильным даже после нескольких попыток завести двигатель в сильный мороз.
По своим размерам натрий-ионные аккумуляторы соответствуют стандартным свинцовым, поэтому никаких проблем с установкой не возникает. В интернете уже появляются отзывы водителей с Крайнего Севера — они отмечают, что запуск двигателя перестал быть проблемой. Сейчас цена пока ещё высока, но через пару лет ожидается её снижение — обычный путь для любой новой технологии.
Технические характеристики вкратце:
Пусковой ток — 2120 А (у свинцового такого же размера — 720 А).
Габариты — 279×175×189 мм.
Вес — 6,5 кг.
Рабочий диапазон температур — от –40 до +80 °C.
Ресурс циклов — до 10 000.
Срок службы — до 10 лет.
Материалы — полимер, натрий.
Ёмкость — 450 Вт·ч.
Полярность — обратная.
Применяемость — универсальная.
Приобрести такие аккумуляторы можно на сайте redBTR:
redbtr.ru — интернет-магазин аккумуляторов для внедорожников с доставкой по России.
