ナトリウムイオン二次電池とは？ わかりやすく解説

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ナトリウムイオン‐にじでんち【ナトリウムイオン二次電池】

読み方：なとりうむいおんにじでんち

⇒ナトリウムイオン電池


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ナトリウムイオン二次電池

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/01/11 04:41 UTC 版)

ナトリウムイオン二次電池（ナトリウムイオンにじでんち、sodium-ion rechargeable battery）とは、非水電解質二次電池の一種で、電解質中のナトリウムイオンが電気伝導を担う二次電池である。正極にナトリウム金属酸化物を用い、負極にグラファイトなどの炭素材を用いるものが想定されている。単にナトリウムイオン電池、ナトリウムイオンバッテリー、Na-ion電池ともいう。


他の二次電池との比較
ナトリウムイオン電池 リチウムイオン電池 鉛蓄電池
コスト/kWh データなし。

リチウムイオン電池と同等かやや低いと推測されている。

$137 (2020年).[14] $100–300[15]
体積エネルギー密度 250–375 W·h/L（プロトタイプ）[16] 200–683 W·h/L[17] 80–90 W·h/L[18]
比エネルギー 75–150 W·h/kg（プロトタイプ）[16] 120–260 W·h/kg[17] 35–40 Wh/kg[18]
容量80%以上のサイクル数[注釈 1] 最大数千[19] 3,500[15] 900[15]
安全性 高 低[注釈 2] 中
原料 地球上に豊富 希少 適度
サイクル安定性 高 (自然放電は無視できるレベル) 高 (同) 中 (自然放電は多い)
直流ラウンドトリップ効率 最大92%[19] 85–95%[20] 70–90%[21]
動作温度範囲[注釈 3] −20 °C〜60 °C[19] 許容:−20 °C〜60 °C.

適正: 15 °C〜35 °C[22]

−20 °C〜60 °C[23]
  1. ^ 電池の充放電サイクル数は、放電深度、放電速度、充電速度、温度などの条件によって異なる。 ここに示す値は、一般的に良好な条件を反映したものである。
  2. ^ リチウムイオン電池の安全性を参照
  3. ^ 温度は、充電の動作、容量、およびバッテリーの寿命に影響を与え、それぞれに異なる温度範囲で、それぞれに異なる影響を与える。ここで示した値は、バッテリー動作の一般的な範囲である。
脚注
  1. ^ a b c d 新しい蓄電デバイス『ナトリウムイオン二次電池』(科学技術振興機構)
  2. ^ レアメタルフリーのナトリウムイオン蓄電池を実現 〜次世代蓄電池をめざして〜(Spring-8)
  3. ^ a b Shakoor, R. A.; Seo, Dong-Hwa; Kim, Hyungsub (2012-09-11). “A combined first principles and experimental study on Na3V2(PO4)2F3 for rechargeable Na batteries”. Journal of Materials Chemistry 22 (38): 20535–20541. ISSN 1364-5501. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/jm/c2jm33862a. 
  4. ^ Lu, Yuhao; Wang, Long (2012). “Prussian blue: a new framework of electrode materials for sodium batteries.”. Chemical communications. doi:10.1039/c2cc31777j. https://www.semanticscholar.org/paper/Prussian-blue:-a-new-framework-of-electrode-for-Lu-Wang/6558bf7938b38507446f8670baeaf7b674f6278e. 
  5. ^ Nayak, Prasant Kumar; Yang, Liangtao (2018). “From Lithium-Ion to Sodium-Ion Batteries: Advantages, Challenges, and Surprises”. Angewandte Chemie International Edition 57 (1): 102–120. ISSN 1521-3773. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201703772. 
  6. ^ Stevens, D. A.; Dahn, J. R. (2000-04-01). “High Capacity Anode Materials for Rechargeable Sodium‐Ion Batteries”. Journal of The Electrochemical Society 147 (4): 1271. ISSN 1945-7111. https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1.1393348/meta. 
  7. ^ a b ナトリウムイオン二次電池の開発(住友化学)
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  14. ^ “Battery Pack Prices Cited Below $100/kWh for the First Time in 2020, While Market Average Sits at $137/kWh”. Bloomberg NEF (2020年12月16日). 2021-3-15-閲覧。
  15. ^ a b c “Energy Storage Technology and Cost Characterization Report”. HydroWIRES (2019年7月). 2021年9月25日閲覧。
  16. ^ a b Abraham, K. M. (23 October 2020). “How Comparable Are Sodium-Ion Batteries to Lithium-Ion Counterparts?”. ACS Energy Letters (American Chemical Society) 5 (11): 3546. doi:10.1021/acsenergylett.0c02181. 
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  19. ^ a b c “Performance”. Faradion Limited. 2021年3月17日閲覧。 “"The (round trip) energy efficiency of sodium-ion batteries is 92% at a discharge time of 5 hours."”
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  21. ^ “"Battery Storage Technologies for Electrical Applications: Impact in Stand-Alone Photovoltaic Systems"”. mdpi.com. p. 13 (2017年11月). 2021年3月17日閲覧。 “"Lead-acid batteries have a ... round trip-efficiency (RTE)of ~70–90%,"”
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  24. ^ 岡田重人、朴選一、ナトリウムイオン二次電池への期待と展望 Electrochemistry., 2011年 79巻 6号 p.470-476, doi:10.5796/electrochemistry.79.470
  25. ^ “CATLがナトリウムイオン電池、EV向け電池をLIBとハイブリッドに”. 日経クロステック. 2021年9月25日閲覧。

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