Ostatnio coraz więcej klientów zadaje nam pytanie, czy bateria sodowo-jonowa zastąpi w przyszłości baterię litową. Jaka jest główna różnica między baterią sodowo-jonową a baterią litową? W tym miejscu wyjaśniamy szczegółowo.
Podczas publicznej konferencji CATL poświęconej akumulatorom sodowo-jonowym nadchodzi era akumulatorów sodowo-jonowych. Obecnie oczekuje się, że CATL przyspieszy industrializację akumulatorów sodowo-jonowych i w przyszłości częściowo zastąpi akumulatory żelazowo-litowe.
Co to jest bateria sodowo-jonowa? Jakie są jego zalety i wady oraz perspektywy przyszłego zastosowania? Oto nasz wyrok:
1) Bateria sodowo-jonowa nie jest nową technologią, nie ma tak zwanej „przełomowej” innowacji, a raczej iteracja technologiczna;
2) Baterie sodowo-jonowe mają wyraźne zalety i wady, ogromne zasoby i przewagę kosztową, co sprawia, że oczekuje się, że będą miały dobre perspektywy zastosowania w dziedzinie magazynowania energii, elektrycznych pojazdów dwukołowych i pojazdów wolnobieżnych klasy A00. Jednak niska gęstość energii utrudnia wymianę wysokowytrzymałych akumulatorów samochodowych (chyba, że gęstość energii akumulatorów sodowo-jonowych nowej generacji może przekroczyć 200 Wh/kg);
3) Biorąc pod uwagę, że zasoby sodu są większe niż litu, przedsiębiorstwa powinny zwrócić należytą uwagę na strategiczne znaczenie baterii sodowych jako rezerwy technicznej dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego.
1. Co to jest bateria sodowo-jonowa?
Badania nad akumulatorami sodowo-jonowymi sięgają lat 70. XX wieku. W ciągu ostatnich 10 lat powiązane badania doprowadziły do wybuchu, a branża zaczęła się rozwijać. Podobnie jak w przypadku fotela bujanego z akumulatorem litowo-jonowym, akumulator sodowo-jonowy działa w oparciu o ruch jonów sodu pomiędzy elektrodami dodatnimi i ujemnymi.
Największą różnicą między baterią sodowo-jonową a baterią litową jest materiał katody:
1) Bateria sodowo-jonowa wykorzystuje układ NaCuFeMnO/miękki węgiel w porównaniu z układem fosforan litowo-żelazowy/grafit;
2) Wybierz materiały na bazie węgla, tlenki metali przejściowych, materiały stopowe itp. dla elektrody ujemnej;
3) Jako elektrolit wybierz sól sodową, taką jak heksafluorofosforan sodu, zamiast baterii litowej;
4) Kolektor prądu anodowego jest wykonany z folii aluminiowej zamiast folii litowo-miedzianej.
Pod względem produkcji i sprzętu produkcyjnego baterie sodowo-jonowe i baterie litowe mają wysoką kompatybilność.
Jaki jest rozwój akumulatorów sodowo-jonowych?
Od 2021 r. wysoki wzrost światowego zapotrzebowania na baterie zaczął wiązać się z problemem ograniczeń zasobów litu. Dane wiatrowe, według stanu na dzień 2021.07.20, cena węglanu litu wzrosła w tym roku o 66%, a wodorotlenku litu o 96%.
W porównaniu z zasobami litu, zasoby sodu są bogate w rezerwy i szeroko rozpowszechnione, dlatego akumulatory sodowe będą miały większą przewagę kosztową po zastosowaniu komercyjnym na dużą skalę.
2. Porównaj zalety i wady baterii litowych i opracuj baterie sodowo-jonowe
W porównaniu z bateriami litowymi, baterie sodowo-jonowe mają następujące zalety:
1) Obfite zasoby, zawartość skorupy jonów sodu w głównym nośniku ładunku akumulatorów sodowo-jonowych wynosi około 2,36%, czyli znacznie więcej niż 0,002% jonów litu;
2) Koszt jest niższy. Koszt materiału katody w akumulatorach sodowo-jonowych (układ NaCuFeMnO/miękki węgiel) stanowi tylko 40% kosztu materiału katody w akumulatorach litowo-jonowych (układ fosforan litowo-żelazowy/grafit);
3) Bezpieczniejsza, bateria sodowo-jonowa ma stosunkowo stabilną wydajność elektrochemiczną.
Wady baterii litowej i baterii sodowo-jonowej:
1) Gęstość energii jest niska. Obecna pojedyncza gęstość energii ogniw sodowo-jonowych wynosi zaledwie 120 Wh/kg, czyli znacznie mniej niż 180 Wh/kg w przypadku akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych i trójskładnikowych 240 Wh/kg.
2) Cykl życia jest stosunkowo krótki. Obecne czasy cykli akumulatorów sodowo-jonowych są do około 1500 razy, czyli znacznie mniej niż 6000 razy w przypadku akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych i 3000 razy w przypadku akumulatorów NMC.
3) Łańcuch przemysłowy jest nadal niedoskonały. Ponieważ nie stworzono jeszcze sprzętu inżynieryjnego ani obiektów wspierających łańcuch dostaw, obecne koszty produkcji są wyższe niż w przypadku baterii litowych.
3. Baterie sodowo-jonowe mają dziesiątki miliardów powierzchni rynkowej
Z powyższej analizy wynika, że akumulatory jonowo-sodowe mają bardzo wyraźne zalety i wady.
Ogromne zasoby i przewaga kosztowa sprawiają, że oczekuje się, że będzie miał szerokie perspektywy zastosowania w obszarach magazynowania energii, elektrycznych pojazdów dwukołowych i samochodów klasy A00. Jednakże niska gęstość energii doprowadziła do niskiego stopnia dopasowania do długoterminowych wymagań w zakresie wytrzymałości pojazdów nowych na energię.
CITIC Securities uważa, że ze względu na przewagę kosztową oczekuje się, że akumulatory sodowo-jonowe zostaną wprowadzone na rynek w magazynach energii, maszynach budowlanych, komunikacyjnych stacjach bazowych, pojazdach dwukołowych i innych scenariuszach o niższych wymaganiach w zakresie gęstości energii. Technologia stanowi pewne uzupełnienie.
Everbright Securities uważa, że akumulatory sodowo-jonowe mają dobre perspektywy zastosowania w dziedzinie magazynowania energii, elektrycznych pojazdów dwukołowych i samochodów klasy A00. Szacuje się, że w 2025 roku krajowe zapotrzebowanie na magazyny energii wyniesie 48 GWh, jednoślady 41 GWh, a samochody klasy A00 34 GWh. Obecnie te trzy scenariusze wykorzystują głównie akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe. Jeśli industrializacja akumulatorów sodowo-jonowych będzie przebiegać sprawnie, zastąpione zostaną akumulatory żelazowo-litowe.
Obecnie coraz więcej firm wdraża badania i komercjalizację akumulatorów sodowo-jonowych. VTC Power również podąża za tym krokiem i inwestuje miliardy RMB w akumulatory sodowo-jonowe na przyszły rynek.
VTC Power Co., LTD, bateria sodowo-jonowa, bateria litowa, bateria litowo-jonowa, bateria lifepo4, bateria do przechowywania energii, bateria EV
