По мнению учёных из RWTH Aachen University в Германии, такие результаты делают натрий-ионную технологию одним из наиболее перспективных кандидатов для будущих электромобилей и систем накопления энергии. Хотя по плотности энергии она пока уступает лучшим литий-ионным решениям, доступность сырья и высокая производительность в ряде режимов работы могут обеспечить ей важную роль на рынке.
Для оценки возможностей батареи специалисты исследовали 120 натрий-ионных ячеек с помощью импедансной спектроскопии — метода, позволяющего неразрушающим способом оценивать однородность элементов. Затем аккумуляторы испытывались при различных нагрузках и температурах от –20 до +45°C. Кроме того, исследователи применили рентгеновскую томографию и последующий разбор элементов для изучения внутренней структуры, состава материалов и особенностей конструкции.
Одним из наиболее интересных открытий стала архитектура с двойным алюминиевым токосъёмником. Такое решение способствует более равномерному распределению температуры и снижению внутреннего сопротивления. По словам руководителя исследования Морица Шютте, конструкция оказалась удивительно похожей на ту, которая используется в современных аккумуляторных элементах Tesla.
Ещё большим сюрпризом для учёных стала высокая однородность всех исследованных ячеек.
«Мы были искренне удивлены тем, насколько одинаковыми оказались элементы», — отметил Шютте.
Испытания также показали, что аккумуляторы демонстрируют более высокую мощность, чем можно было ожидать от ранних коммерческих натрий-ионных продуктов. Особенно хорошо элементы проявили себя при работе в холодных условиях, что делает их привлекательными для стационарных накопителей энергии, электросетевой инфраструктуры, а также коммерческого транспорта и электромобилей с относительно небольшим запасом хода.
Однако исследование выявило и слабые стороны технологии. Главной проблемой остаётся зарядка при отрицательных температурах. Если разрядные характеристики в холоде остаются достаточно высокими, то процесс пополнения заряда ниже нуля требует эффективного терморегулирования и специальных алгоритмов эксплуатации.
Кроме того, специалисты обнаружили неожиданно высокое содержание меди в некоторых областях катода, причём распределение металла оказалось неравномерным. По мнению исследователей, этот фактор может влиять на долговечность и механизмы старения батарей, поэтому требует дополнительного изучения.
В перспективе разработчики рассчитывают создать натрий-ионные элементы, полностью свободные от никеля и меди, сохранив при этом конкурентоспособную плотность энергии. Особые надежды возлагаются на совершенствование анодов из твёрдого углерода и новых составов электролитов.
Ключевым преимуществом натрия остаётся его широкая распространённость. В отличие от лития, запасы которого ограничены и сконцентрированы в нескольких регионах мира, натрий доступен практически повсеместно. Это позволяет рассчитывать на снижение стоимости аккумуляторов и уменьшение зависимости производителей от нестабильных цепочек поставок.
Хотя современные натрий-ионные батареи пока не могут соперничать с передовыми литий-ионными элементами по удельной энергии, новое исследование показывает, что технологический разрыв стремительно сокращается. Если инженерам удастся решить проблему низкотемпературной зарядки и увеличить энергоёмкость, натрий может стать одним из главных претендентов на роль более доступной альтернативы литиевым аккумуляторам в электромобилях и крупномасштабных системах хранения энергии.
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260621060305.htm
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
