Соңғы уақытта көбірек тұтынушылар бізге натрий-ионды батарея болашақта литий батареясын ауыстыра ма деген сұрақ қояды. Натрий-ионды батарея мен литий батареясының негізгі айырмашылығы неде? Мұнда біз егжей-тегжейлі түсіндіреміз.
CATL натрий-иондық аккумуляторлар қоғамдық конференциясы ретінде натрий-иондық батареялар дәуірі келеді. Енді CATL натрий-ионды батареяларды индустрияландыруды жеделдетіп, болашақта темір-литий батареяларын ішінара ауыстырады деп күтілуде.
Натрий-иондық батарея дегеніміз не? Оның артықшылықтары мен кемшіліктері және болашақта қолдану перспективалары қандай? Біздің үкіміміз мынадай:
1) Натрий-иондық аккумулятор жаңа технология емес, «серпінді» деп аталатын инновация жоқ, ол технологиялық итерация;
2) Натрий-иондық аккумуляторлардың ерекше артықшылықтары мен кемшіліктері, орасан зор ресурстары мен шығындары бар, олар энергияны сақтау, электрлік екі доңғалақты көліктер және A00 класты төмен жылдамдықты көліктер салаларында жақсы қолдану перспективаларына ие болады деп күтілуде. Дегенмен, төмен қуат тығыздығы жоғары төзімді автомобиль батареяларын ауыстыруды қиындатады (егер келесі буын натрий-ионды аккумуляторлардың энергия тығыздығы 200 Вт сағ/кг-нан асуы мүмкін болмаса);
3) Натрий қорының литийге қарағанда көп екенін ескере отырып, кәсіпорындар энергетикалық қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін техникалық резерв ретінде натрий батареяларының стратегиялық маңыздылығына тиісті назар аударуы керек.
1. Натрий-ионды батарея дегеніміз не?
Натрий-иондық аккумуляторлар туралы зерттеулерді 1970 жылдардан бастауға болады. Соңғы 10 жылда осыған байланысты зерттеулер тоқырауға әкеліп, өнеркәсіп сала бастады. Литий-ионды батарея тербелетін орындықтың жұмыс принципіне ұқсас, натрий-иондық батарея жұмыс істеу үшін оң және теріс электродтар арасындағы натрий иондарының қозғалысына сүйенеді.
Натрий ионды аккумулятор мен литий батареясының арасындағы ең үлкен айырмашылық катодты материал болып табылады:
1) Натрий иондық аккумулятор NaCuFeMnO/жұмсақ көміртек жүйесін литий темір фосфаты/графит жүйесіне қарсы қабылдайды;
2) Теріс электрод үшін көміртегі негізіндегі материалдарды, өтпелі металл оксидтерін, легирленген материалдарды және т.б. таңдау;
3) Электролит ретінде натрий гексафторофосфаты және литий батареясы сияқты натрий тұзын таңдаңыз;
4) Анодтық ток жинағыш алюминий фольга және литий мыс фольга болып табылады.
Өндіріс және өндіріс жабдықтары тұрғысынан натрий иондық аккумуляторлар мен литий батареялары жоғары үйлесімділікке ие.
Натрий-иондық батареялардың дамуы қандай?
2021 жылдан бастап аккумуляторға жаһандық сұраныстың жоғары өсуі литий ресурстарын шектеу мәселесіне тап бола бастады. Жел туралы деректер, 2021/07/20 жағдай бойынша литий карбонатының бағасы биыл 66%, литий гидроксиді 96% қымбаттады.
Литий ресурстарымен салыстырғанда, натрий ресурстары қорларға бай және кең таралған, сондықтан натрий батареялары кең ауқымды коммерциялық пайдаланудан кейін үлкен шығындарға ие болады.
2. Литий батареяларының артықшылықтары мен кемшіліктерін салыстырыңыз және натрий-ионды батареяларды жасаңыз
Литий батареяларымен салыстырғанда натрий иондық аккумуляторларының келесі артықшылықтары бар:
1) мол ресурстар, натрий иондық батареялардың негізгі заряд тасымалдаушысының натрий ионының қыртысының көптігі шамамен 2,36% құрайды, бұл литий ионының 0,002% -ынан әлдеқайда жоғары;
2) Құны төмен. Натрий иондық аккумуляторлардың (NaCuFeMnO/жұмсақ көміртекті жүйе) катодтық материалдың құны литий-ионды аккумуляторлардың (литий темір фосфаты/графит жүйесі) катодтық материал құнының тек 40% құрайды;
3) Қауіпсіз, натрий иондық батарея салыстырмалы түрде тұрақты электрохимиялық өнімділікке ие.
Литий батареясы мен натрий ионды батареяның кемшіліктері:
1) Энергия тығыздығы төмен. Натрий-ионды батарея ұяшықтарының ағымдағы біртұтас энергия тығыздығы небәрі 120 Вт сағ/кг құрайды, бұл литий темірфосфатты батареялардың 180 Вт/кг және үштік 240 Вт сағ/кг қарағанда айтарлықтай төмен.
2) Циклдың қызмет ету мерзімі салыстырмалы түрде қысқа. Натрий-иондық батареялардың ағымдағы цикл уақыты шамамен 1500 есеге дейін, бұл литий темірфосфатты батареялардан 6000 есе және NMC батареяларынан 3000 есе айтарлықтай төмен.
3) Өнеркәсіптік тізбек әлі де жетілмеген. Инженерлік жабдықтар мен жеткізу тізбегін қолдау құралдары әлі қалыптаспағандықтан, ағымдағы өндіріс құны литий батареяларына қарағанда жоғары.
3. Натрий-иондық аккумуляторларда ондаған миллиард нарық кеңістігі бар
Жоғарыда келтірілген талдау арқылы натрий-иондық батареялардың өте айқын артықшылықтары мен кемшіліктері бар екені анықталады.
Үлкен ресурстар мен шығындардың артықшылығы энергияны сақтау, электрлік екі доңғалақты көліктер және A00 класындағы автомобильдер салаларында кең қолдану перспективаларына ие болады деп күтілуде. Дегенмен, энергияның төмен тығыздығы жаңа энергия көліктерінің ұзақ мерзімді төзімділік талаптарына сәйкестіктің төмен дәрежесіне әкелді.
CITIC Securities өзінің құнды артықшылықтарына байланысты натрий иондық аккумуляторлары энергияны сақтауда, құрылыс машиналарында, байланыс базалық станцияларында, екі доңғалақты көліктерде және энергия тығыздығы төмен талаптары бар басқа сценарийлерде коммерцияланады деп күтеді. Технология белгілі бір қосымшаны құрайды.
Everbright Securities натрий-ионды аккумуляторларды энергияны сақтау, электрлік екі доңғалақты көліктер және A00 класты автомобильдер салаларында қолданудың жақсы перспективалары бар деп санайды. 2025 жылы энергияны сақтауға ішкі сұраныс 48 ГВт/сағ құрайды, екі доңғалақты көліктер 41 ГВт/сағ, ал A00 класындағы автомобильдер 34 ГВт/сағ. Қазіргі уақытта бұл үш сценарий негізінен литий темір фосфатты батареяларды пайдаланады. Натрий-иондық аккумуляторларды индустрияландыру бірқалыпты жүрсе, темір-литий батареялары ауыстырылады.
Қазір көбірек компаниялар натрий иондық аккумуляторды зерттеу және коммерцияландыруды деполиялауда. VTC Power да қадамды қуып, болашақ нарық үшін натрий иондық аккумуляторына миллиардтаған юань инвестициялайды.
VTC Power Co.,LTD, натрий-иондық батарея, литий батареясы, литий-иондық батарея, lifepo4 батареясы, энергия сақтау батареясы, EV батареясы
