Натрий никель-хлоридные аккумуляторные батареи для электротранспорта

Натрий никель-хлоридные аккумуляторные батареи (ZEBRA) были разработаны в конце 1980х годов специально для нужд электротранспорта. В натрий никель-хлоридных аккумуляторах используются дешевые составляющие − расплавленный натрий, хлорид никеля (II), керамический твердый электролит и расплавленный аллюмохлорид натрия (NaAICI₄) в качестве жидкого электролита. Для работы данного аккумулятора необходимо поддерживать внутреннюю температуру на уровне 270-350°С. Поэтому аккумуляторные батареи ZEBRA имеют в своем составе нагреватель, воздушный охладитель и упакованы в стальной двустенный термоизолирующий корпус, между стенками которого имеется вакуумная прослойка. Необходимость термоизоляции диктует большой размер самой батареи ZEBRA: типичный представитель − Z5C − весит 195кг и запасает 16,8 кВт∙ч электроэнергии. Чем больше объем, тем меньше удельная площадь для рассеивания тепла, тем меньше требуется энергии для поддержания рабочей температуры на уровне 300°С.

Преимущества

- Высокая удельная емкость, сравнимая с литий-ионными аккумуляторами.

- Низкая стоимость и широкая доступность основных материалов аккумулятора.

- Большое время жизни аккумулятора − свыше 1000 полных циклов заряда/разряда и свыше 7 лет активной эксплуатации.

- Высокая толерантность к выходу из строя отдельных аккумуляторных элементов в батарее (из-за очень низкого внутреннего сопротивления вышедшего из строя элемента батарея безболезненно выдерживает до 5% потерь аккумуляторных элементов).

- Большой уровень напряжения (278,6 В или 557 В для Z5C ZEBRA батареи).

- Высокая безопасность.

- Удобство управления, благодаря интеллектуальной системе контроля и управления батареи.

- Отсутствие надобности в дополнительном обогревателе в зимних условиях.

- Высокая экологическая безопасность − основные компоненты натрий никель-хлоридных аккумуляторов экологически не опасны.

Недостатки:

- Низкая плотность мощности (но это не очень большой недостаток, так как из-за большого количества элементов Z5C ZEBRA может выдавать до 37 кВт мощности).

- Необходимость поддержания высокой рабочей температуры внутри батареи диктует высокий расход энергии (около 100Вт для Z5C ZEBRA).

- Для разогрева холодной батареи и приведения ее в рабочее состояние необходимо не менее суток.

- Аккумуляторы ZEBRA выдерживают не более 50 циклов нагрева/охлаждения.