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El impulso global por tecnologías de baterías más sostenibles y rentables está impulsando un creciente interés en las baterías de iones de sodio (Na-ion). Con abundantes materias primas y un rendimiento prometedor para aplicaciones específicas, las baterías de sodio podrían complementar o incluso reemplazar parcialmente a las baterías de iones de litio en un futuro próximo.
¿Por qué baterías de iones de sodio?
Las baterías de iones de litio dominan el mercado actual, pero dependen de materiales escasos y costosos como el litio, el cobalto y el níquel. El sodio, en cambio, es mucho más abundante y económico. Esta abundancia hace que las baterías de iones de sodio sean especialmente atractivas para aplicaciones a gran escala, como el almacenamiento estacionario y los vehículos eléctricos (VE) de gama básica.
Desarrollos recientes
En 2023, el principal fabricante chino de baterías CATL introducido Naxtra, su marca de baterías de iones de sodio. La batería se puede cargar a 80% en tan solo 15 minutos a temperatura ambiente y mantiene un excelente rendimiento en entornos de baja temperatura. Otras empresas, como HiNa Battery y Farasis Energy, también están desarrollando activamente la tecnología de iones de sodio.
Sodio vs. Litio: Diferencias Clave
| Característica | Iones de sodio | Iones de litio |
|---|---|---|
| Disponibilidad de materia prima | Abundante, de bajo costo | Escaso, más caro |
| Densidad de energía | Más bajo (~140 Wh/kg) | Mayor (~250 Wh/kg) |
| Costo | ~30% más barato | Más alto debido al litio y al cobalto |
| Rendimiento a baja temperatura | Mejor rendimiento | Puede degradarse significativamente |
| Disponibilidad comercial | Uso emergente y limitado | Ampliamente adoptado |
Empresas que fabrican baterías de iones de sodio
Varias empresas y fabricantes innovadores de baterías están invirtiendo fuertemente en la tecnología de baterías de iones de sodio. A continuación, se presentan algunos de los actores más destacados que lideran el desarrollo y la comercialización:
- CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) – El gigante chino de las baterías presentó su Naxtra Batería de iones de sodio, destinada a los mercados de vehículos eléctricos y almacenamiento de energía. Se espera su producción en masa próximamente.
- Batería HiNa – Pionero en tecnología de baterías de iones de sodio con sede en China, centrado en aplicaciones comerciales para vehículos de dos ruedas, autobuses eléctricos y sistemas de almacenamiento.
- Faradión – Una empresa con sede en el Reino Unido adquirida por Reliance Industries, especializada en productos químicos de iones de sodio no acuosos y orientada a los sectores estacionario y de transporte.
- Altris – Una startup sueca que desarrolla innovadoras baterías de iones de sodio usando hierro y manganeso, diseñadas para la sustentabilidad y el almacenamiento en la red.
- Tiamat – Una empresa francesa centrada en células de iones de sodio de alta potencia, especialmente adecuadas para aplicaciones de carga rápida y herramientas industriales.
Cronología de la industrialización de las baterías de iones de sodio
Baterías de iones de sodio están mostrando resultados prometedores, especialmente en sistemas de almacenamiento de energía, pero su camino hacia una adopción a gran escala aún enfrenta obstáculos técnicos y de fabricación.
Rendimiento y ciclo de vida
Uno de los principales desafíos radica en mejorar ciclo de vidaLas baterías de iones de sodio actuales han demostrado hasta 5.000 ciclos de carga y descarga, lo cual es impresionante, pero aún está por detrás del mercado comercial. fosfato de hierro y litio (LiFePO₄) baterías que normalmente alcanzan 8.000–10.000 ciclosPara que las baterías de iones de sodio desempeñen un papel dominante en el almacenamiento de energía a largo plazo, es esencial una mayor optimización de la durabilidad y la confiabilidad.
Compatibilidad de la cadena industrial
En el lado positivo, la Proceso de fabricación de baterías de iones de sodio Es ampliamente compatible con la infraestructura existente de baterías de iones de litio. La mayoría de los equipos y etapas de producción, como el recubrimiento de electrodos, el ensamblaje de celdas y la formación, pueden reutilizarse con cambios mínimos. Esta compatibilidad permite un escalamiento de capacidad relativamente rápido.
Sin embargo, materias primas clave como el ánodo, cátodo, separador, electrolito y colector de corriente se basan en diferentes químicas y deben rediseñarse para sistemas de iones de sodio. Esto requiere el desarrollo de un Nueva cadena de suministro de materiales upstream, lo que podría tardar tiempo en madurar.
Producción en masa y competitividad de costos
Como cualquier tecnología emergente, las baterías de iones de sodio deben superar los cuellos de botella de la producción en sus etapas iniciales. sodio es más abundante y más barato que litio, el costo total solo disminuirá significativamente una vez producción en masa se vuelve estable y cadenas de suministro Están plenamente consolidadas. Hasta entonces, las baterías de litio podrían seguir ofreciendo una ventaja en relación calidad-precio en muchas aplicaciones.
Aplicación potencial de las baterías de iones de sodio
Las baterías de iones de sodio, gracias a su rentabilidad y sus características de seguridad mejoradas, son muy prometedoras en diversas aplicaciones donde las baterías de iones de litio podrían ser menos idóneas. Su menor densidad energética limita su uso en vehículos eléctricos de alto rendimiento, pero destacan en áreas como sistemas de almacenamiento de energía a gran escala, fuentes de alimentación de emergencia y vehículos eléctricos de velocidad media.
Un campo particularmente prometedor es el de los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), donde una batería de respaldo fiable y segura es fundamental. Las baterías de iones de sodio podrían ser una alternativa económica y más segura. batería de sistema de alimentación ininterrumpida aplicaciones, ayudando a proteger los equipos electrónicos sensibles y los centros de datos contra interrupciones de energía sin los riesgos asociados con el descontrol térmico de las baterías de litio.
Otras aplicaciones incluyen el almacenamiento de energía renovable, la estabilización de la red y el uso en soluciones energéticas fuera de la red, donde el costo y la seguridad se priorizan por sobre la alta densidad energética.
Aplicaciones y Outlook
Es poco probable que las baterías de iones de sodio sustituyan a las de iones de litio en todos los sectores debido a su menor densidad energética. Sin embargo, para sistemas de almacenamiento de energía, bicicletas eléctricas, vehículos eléctricos de dos y tres ruedas y vehículos eléctricos económicos, ofrecen una opción asequible y sostenible. A medida que la producción se escale y la tecnología madure, es probable que las baterías de iones de sodio desempeñen un papel importante en el mercado diversificado del almacenamiento de energía.
