Az utóbbi időben egyre több ügyfelünk teszi fel a kérdést, hogy a nátrium-ion akkumulátor lecseréli-e a jövőben a lítium akkumulátort. Mi a fő különbség a nátrium-ion akkumulátor és a lítium akkumulátor között? Itt részletesen elmagyarázzuk.
A CATL nátrium-ion akkumulátorok nyilvános konferenciájaként közeledik a nátrium-ion akkumulátorok korszaka. Most a CATL várhatóan felgyorsítja a nátrium-ion akkumulátorok iparosítását, és a jövőben részben lecseréli a vas-lítium akkumulátorokat.
Mi az a nátrium-ion akkumulátor? Mik az előnyei és hátrányai, valamint a jövőbeni alkalmazási lehetőségei? A mi ítéletünk a következő:
1) A nátrium-ion akkumulátor nem új technológia, nincs úgynevezett "áttörés" innováció, inkább technológiai iteráció;
2) A nátrium-ion akkumulátorok határozott előnyökkel és hátrányokkal, hatalmas erőforrásokkal és költségelőnyökkel rendelkeznek, amelyek jó alkalmazási kilátásokat tesznek lehetővé az energiatárolás, az elektromos kétkerekű járművek és az A00 osztályú kis sebességű járművek területén. Az alacsony energiasűrűség azonban megnehezíti a nagy élettartamú autóakkumulátorok cseréjét (kivéve, ha a következő generációs nátrium-ion akkumulátorok energiasűrűsége meghaladja a 200 Wh/kg-ot);
3) Tekintettel arra, hogy a nátriumkészletek bőségesebbek, mint a lítium, a vállalkozásoknak kellő figyelmet kell fordítaniuk a nátrium akkumulátorok, mint műszaki tartalék stratégiai jelentőségére az energiabiztonság érdekében.
1. Mi az a nátrium-ion akkumulátor?
A nátrium-ion akkumulátorokkal kapcsolatos kutatások az 1970-es évekre vezethetők vissza. Az elmúlt 10 évben a kapcsolódó kutatások robbanásszerű fellendülést hoztak, és az ipar kezdett kialakulni. A lítium-ion akkumulátoros hintaszék működési elvéhez hasonlóan a nátrium-ion akkumulátor a nátriumionok pozitív és negatív elektródák közötti mozgására támaszkodik.
A legnagyobb különbség a nátrium-ion akkumulátor és a lítium akkumulátor között a katód anyaga:
1) A nátrium-ion akkumulátor NaCuFeMnO/lágyszén rendszert alkalmaz, szemben a lítium-vas-foszfát/grafit rendszerrel;
2) Válasszon szénalapú anyagokat, átmeneti fém-oxidokat, ötvözetanyagokat stb. a negatív elektródához;
3) Elektrolitként válasszon nátriumsót, például nátrium-hexafluor-foszfátot vagy lítium akkumulátort;
4) Az anód áramkollektor alumíniumfólia és lítium-réz fólia.
A gyártási és gyártóberendezések tekintetében a nátrium-ion akkumulátorok és a lítium akkumulátorok nagy kompatibilitást mutatnak.
Mi a fejlődés a nátrium-ion akkumulátorok terén?
2021 óta az akkumulátor iránti globális kereslet nagymértékű növekedése a lítium-erőforrás-korlátok problémájával szembesült. Széladatok, a 2021. július 20-i állapot szerint a lítium-karbonát ára idén 66%-kal, a lítium-hidroxid ára 96%-kal emelkedett.
A lítiumforrásokhoz képest a nátriumforrások gazdagok tartalékokban és széles körben elterjedtek, így a nátrium-akkumulátorok nagyobb költségelőnnyel rendelkeznek a nagyszabású kereskedelmi felhasználás után.
2. Hasonlítsa össze a lítium akkumulátorok előnyeit és hátrányait, és dolgozzon ki nátrium-ion akkumulátorokat!
A lítium akkumulátorokhoz képest a nátrium-ion akkumulátorok a következő előnyökkel rendelkeznek:
1) Bőséges erőforrások, a nátriumion-akkumulátorok fő töltéshordozójának nátriumion-kéreg-bősége körülbelül 2,36%, ami sokkal magasabb, mint a lítium-ion 0,002%-a;
2) A költség alacsonyabb. A nátrium-ion akkumulátorok katódanyagköltsége (NaCuFeMnO/lágyszén rendszer) a lítium-ion akkumulátorok katódanyagköltségének csak 40%-a (lítium-vasfoszfát/grafit rendszer);
3) Biztonságosabb, a nátrium-ion akkumulátor viszonylag stabil elektrokémiai teljesítménnyel rendelkezik.
A lítium akkumulátor és a nátrium-ion akkumulátor hátrányai:
1) Az energiasűrűség alacsony. A nátrium-ion akkumulátorcellák jelenlegi egyetlen energiasűrűsége mindössze 120 Wh/kg, ami lényegesen alacsonyabb, mint a lítium-vas-foszfát akkumulátorok 180 Wh/kg és a háromkomponensű 240 Wh/kg.
2) A ciklus élettartama viszonylag rövid. A nátrium-ion akkumulátorok jelenlegi ciklusideje körülbelül 1500-szoros, ami lényegesen alacsonyabb, mint a lítium-vas-foszfát akkumulátorok 6000-szerese és az NMC akkumulátorok 3000-szerese.
3) Az ipari lánc még mindig tökéletlen. Mivel a mérnöki berendezések és az ellátási láncot támogató létesítmények még nem alakultak ki, a jelenlegi gyártási költség magasabb, mint a lítium akkumulátoroké.
3. A nátrium-ion akkumulátorok több tízmilliárd piaci területtel rendelkeznek
A fenti elemzésből kiderül, hogy a nátrium-ion akkumulátoroknak nagyon határozott előnyei és hátrányai vannak.
A hatalmas erőforrások és a költségelőnyök széleskörű alkalmazási lehetőségeit várják az energiatárolás, az elektromos kétkerekű járművek és az A00 osztályú autók területén. Az alacsony energiasűrűség azonban azt eredményezte, hogy az új energetikai járművek hosszú távú tartóssági követelményeihez való igazodás alacsony fokát eredményezte.
A CITIC Securities úgy véli, hogy költségelőnyeinek köszönhetően a nátrium-ion akkumulátorok várhatóan energiatárolókban, építőipari gépekben, kommunikációs bázisállomásokon, kétkerekű járművekben és más, alacsonyabb energiasűrűség-igényű forgatókönyvekben kerülnek kereskedelmi forgalomba. A technológia bizonyos kiegészítést jelent.
Az Everbright Securities úgy véli, hogy a nátrium-ion akkumulátorok jó alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek az energiatárolás, az elektromos kétkerekűek és az A00 osztályú autók területén. Becslések szerint 2025-ben a hazai energiatárolási igény 48 GWh, a kétkerekűek 41 GWh-t, az A00 osztályú autók pedig 34 GWh-t igényelnek. Jelenleg ez a három forgatókönyv főként lítium-vas-foszfát akkumulátorokat használ. Ha a nátrium-ion akkumulátorok iparosítása zökkenőmentesen halad, a vas-lítium akkumulátorokat lecserélik.
Manapság egyre több vállalat vonja le a nátrium-ion akkumulátorok kutatását és kereskedelmi forgalomba hozatalát. A VTC Power szintén hajszolja a lépést, és több milliárd RMB-t fektet be a nátrium-ion akkumulátorba a jövő piacán.
VTC Power Co., LTD, nátrium-ion akkumulátor, lítium akkumulátor, lítium-ion akkumulátor, lifepo4 akkumulátor, energiatároló akkumulátor, EV akkumulátor
