Появляются натрий-ионные батареи

Натрий-ионные аккумуляторы (NIB) могут совершить революцию в хранении энергии в сети и косвенно значительно помочь электромобилям. Посмотрим, как!

Недавно CATL объявила, что начнет производить NIB в июле. Однако гигантский китайский производитель аккумуляторных элементов мало что рассказал нам об этой аккумуляторной технологии, за исключением того, что NIB будут временно дороже, чем литий-ионные аккумуляторы (LIB), потому что они представляют собой новую концепцию.

Тем не менее, в долгосрочной перспективе – при эффективном массовом производстве – СИБ будут значительно дешевле (примерно на 30 %), чем ЛИА. Основным преимуществом натрий-ионных аккумуляторов является использование распространенных, дешевых и безопасных материалов.

Стоимость материала составляет 30 долларов США/кг для NMC и 10 долларов США/кг для нашей натриевой соли, поэтому стоимость кВт/ч для NMC в литиевом элементе составляет около 48 долларов США/кВтч, а для нашего материала в натриевом элементе — 35 долларов США/кВтч. .

«При дальнейшей разработке более качественного анода с более низким рабочим потенциалом в будущем стоимость должна быть снижена на 20 долларов за кВтч с увеличением полной плотности энергии элемента. Мы ожидаем, что оптовая цена или стоимость массового производства нашего катодного материала будет даже ниже, чем 10 долларов США за кг, поскольку он производится из обильной биомассы; например, кукурузный ликер.

Мин А Ли, научный сотрудник Стэнфордского университета с докторской степенью

У NIB есть потенциал для достижения стоимости за кВт-ч около 40 евро, в то время как у самых дешевых LIB (LiFePO4) вряд ли будет намного меньше, чем 60 евро за кВт-ч.

Как это уже происходит с LIB, NIB также можно оптимизировать по плотности энергии, удельной мощности, стоимости, безопасности или долговечности (жизненный цикл).

Европейский проект NAIMA был задуман для разработки и тестирования двух конфигураций усовершенствованных ячеек с ионами натрия для удовлетворения основных приложений ESS (системы накопления энергии). Один оптимизирован для плотности мощности и срока службы (промышленное применение), другой — для плотности энергии и стоимости (бытовое применение).

<сильный>1. Концепция высокой мощности и быстрой зарядки (подходит для промышленного применения)

• 120 Втч/кг
• 250 Втч/л
• 5 000 Вт/кг
• 41 балл C
• 8 000 циклов
• Коэффициент переработки 50 %
• 0,05 €/кВтч/цикл
• ++Безопасность

<сильный>2. Низкая стоимость и низкое энергопотребление (подходит для бытового применения)

• 200 Втч/кг
• 420 Втч/л
• 500 Вт/кг
• 2,5 балла C
• 6000 циклов
• Коэффициент переработки 50 %
• 0,04 €/кВтч/цикл
• ++Безопасность

Первый дизайн элемента батареи с ионами натрия является наиболее многообещающим, он показывает нам, насколько энергоемкими могут быть элементы батареи с ионами натрия, обеспечивая чрезвычайно высокие показатели C (41 C), даже лучше, чем элементы LTO.

Очевидно, что высокая удельная мощность и большой срок службы в сочетании с низкой стоимостью делают безопасные NIB идеальными для ESS, где плотность энергии не так важна.

Но как это поможет электромобилям? С помощью NIB мы можем не только хранить больше возобновляемой энергии в целом, но и создавать мощные экологически чистые зарядные станции для электромобилей. В будущем на всех зарядных станциях для электромобилей будут установлены батареи, которые будут функционировать в качестве буфера на случай пиков производства или спроса на электроэнергию из сети.

Более того, если для хранения энергии в сети вместо LIB будут использоваться NIB, останется больше лития для производства LIB для электромобилей, где действительно важна плотность энергии.

Что касается второй конструкции элемента натрий-ионной батареи, с ее более высокой плотностью энергии ее можно использовать для создания ESS меньшего размера для домашнего использования в условиях ограниченного пространства. Кроме того, поскольку NIB чрезвычайно безопасны, технология CTP (cell-to-pack) может быть использована для производства аккумуляторов для электромобилей с приличной плотностью энергии около 180 Втч/кг на уровне упаковки.

В любом случае, в то время как CTP позволяет создавать энергоемкие NIB, достаточно плотные для электромобилей, именно в сетевом накопителе энергии NIB сияют и имеют наибольший смысл, а также могут произвести революцию в отрасли.

Я с нетерпением жду спецификаций NIB, сделанных CATL. Будут ли они оптимизированы по мощности или плотности энергии? Кто будет следующей компанией, которая объявит о производстве аккумуляторных элементов Na-ion? БИД? Госюань?