V zadnjem času nam vse več strank postavlja vprašanje, ali bo natrijeva ionska baterija v prihodnosti nadomestila litijevo baterijo. Kakšna je glavna razlika med natrijevo ionsko baterijo in litijevo baterijo? Tukaj podrobno pojasnjujemo.
Kot CATL-ova javna konferenca o natrijevih ionskih baterijah prihaja obdobje natrijevih ionskih baterij. Zdaj se pričakuje, da bo CATL pospešil industrializacijo natrijevih ionskih baterij in v prihodnosti delno nadomestil železo-litijeve baterije.
Kaj je natrijeva ionska baterija? Kakšne so njegove prednosti in slabosti ter možnosti za prihodnjo uporabo? Naša presoja je naslednja:
1) Natrijeva ionska baterija ni nova tehnologija, ni tako imenovane "prebojne" inovacije, bolj je tehnološka ponovitev;
2) Natrijeve ionske baterije imajo izrazite prednosti in slabosti, ogromne vire in stroškovne prednosti, zaradi česar se pričakuje, da bodo imele dobre možnosti uporabe na področju shranjevanja energije, električnih dvokolesnih vozil in nizkohitrostnih vozil razreda A00. Vendar pa nizka energijska gostota otežuje zamenjavo visoko vzdržljivih avtomobilskih baterij (razen če energijska gostota natrijevih ionskih baterij naslednje generacije lahko preseže 200 Wh/kg);
3) Glede na to, da so zaloge natrija večje od zalog litija, bi morala podjetja posvetiti ustrezno pozornost strateškemu pomenu natrijevih baterij kot tehnične rezerve za zagotavljanje energetske varnosti.
1. Kaj je natrijeva ionska baterija?
Raziskave natrijevih ionskih baterij segajo v sedemdeseta leta prejšnjega stoletja. V zadnjih 10 letih so sorodne raziskave povzročile izbruh in industrija je začela polagati. Podobno kot načelo delovanja gugalnega stola z litij-ionsko baterijo se natrijeva baterija pri delovanju zanaša na gibanje natrijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo.
Največja razlika med natrijevo ionsko baterijo in litijevo baterijo je katodni material:
1) Natrijeva ionska baterija uporablja sistem NaCuFeMnO/mehki ogljik v primerjavi s sistemom litij-železov fosfat/grafit;
2) Izberite materiale na osnovi ogljika, okside prehodnih kovin, zlitine itd. za negativno elektrodo;
3) Za elektrolit izberite natrijevo sol, kot je natrijev heksafluorofosfat, v primerjavi z litijevo baterijo;
4) Anodni zbiralnik toka je aluminijasta folija v primerjavi z litij-bakreno folijo.
Kar zadeva proizvodno in proizvodno opremo, imajo natrijeve ionske baterije in litijeve baterije visoko združljivost.
Kakšen je razvoj natrijevih ionskih baterij?
Od leta 2021 se je visoka rast svetovnega povpraševanja po baterijah začela soočati z vprašanjem omejitev virov litija. Podatki o vetru, od 20. 7. 2021 se je cena litijevega karbonata letos dvignila za 66 %, litijevega hidroksida pa za 96 %.
V primerjavi z viri litija so viri natrija bogati z zalogami in široko razširjeni, zato bodo imele natrijeve baterije večjo stroškovno prednost po obsežni komercialni uporabi.
2. Primerjajte prednosti in slabosti litijevih baterij in razvijte natrijeve ionske baterije
V primerjavi z litijevimi baterijami imajo natrijeve ionske baterije naslednje prednosti:
1) Obilni viri, številčnost natrijeve ionske skorje glavnega nosilca naboja natrijevih ionskih baterij je približno 2,36 %, kar je veliko višje od 0,002 % litijevega iona;
2) Stroški so nižji. Stroški katodnega materiala natrijevih ionskih baterij (NaCuFeMnO/sistem mehkega ogljika) znašajo le 40 % stroškov katodnega materiala litij-ionskih baterij (sistem litij-železov fosfat/grafit);
3) Varnejša, natrijeva ionska baterija ima razmeroma stabilno elektrokemično delovanje.
Slabosti litijeve baterije in natrijeve ionske baterije:
1) Gostota energije je nizka. Trenutna enojna energijska gostota natrijevih ionskih baterijskih celic je le 120 Wh/kg, kar je znatno nižje od 180 Wh/kg litij-železo-fosfatnih baterij in ternarnih 240 Wh/kg.
2) Življenjska doba cikla je relativno kratka. Trenutni ciklični časi natrijevih ionskih baterij so do približno 1500-krat, kar je bistveno manj kot 6000-krat litij-železo-fosfatnih baterij in 3000-krat NMC baterij.
3) Industrijska veriga je še nepopolna. Ker inženirska oprema in podporni objekti dobavne verige še niso oblikovani, so trenutni proizvodni stroški višji kot pri litijevih baterijah.
3. Natrijeve ionske baterije imajo na desetine milijard tržnega prostora
Z zgornjo analizo bo ugotovljeno, da imajo natrijeve ionske baterije zelo različne prednosti in slabosti.
Zaradi ogromnih virov in stroškovnih prednosti se pričakuje, da bo imel široke možnosti uporabe na področjih shranjevanja energije, električnih dvokolesnih vozil in avtomobilov razreda A00. Vendar pa je nizka energijska gostota povzročila nizko stopnjo ujemanja z dolgoročnimi zahtevami glede vzdržljivosti novih energijskih vozil.
CITIC Securities verjame, da se pričakuje, da bodo natrijeve ionske baterije zaradi svojih stroškovnih prednosti komercializirane za shranjevanje energije, gradbene stroje, komunikacijske bazne postaje, dvokolesna vozila in druge scenarije z nižjimi zahtevami glede gostote energije. Tehnologija je določen dodatek.
Everbright Securities verjame, da imajo natrijeve ionske baterije dobre možnosti za uporabo na področju shranjevanja energije, električnih dvokolesnikov in avtomobilov razreda A00. Ocenjuje se, da je leta 2025 domača potreba po shranjevanju energije 48 GWh, dvokolesniki 41 GWh, avtomobili razreda A00 pa 34 GWh. Trenutno ti trije scenariji uporabljajo predvsem litij-železo-fosfatne baterije. Če bo industrializacija natrijevih ionskih baterij napredovala gladko, bodo železo-litijeve baterije zamenjane.
Zdaj vse več podjetij izvaja raziskave in komercializacijo natrijevih ionskih baterij. VTC Power prav tako sledi koraku in vlaga milijarde RMB v natrijeve ionske baterije za prihodnji trg.
VTC Power Co., LTD, natrijeva ionska baterija, litijeva baterija, litijeva ionska baterija, baterija lifepo4, baterija za shranjevanje energije, baterija EV
