RU 
EN 
ES 
ID 
PT 
FR 
KO 
JA 
Глобальное стремление к более экологичным и экономичным технологиям аккумуляторов подогревает растущий интерес к натрий-ионным (Na-ion) аккумуляторам. Благодаря обилию сырья и многообещающим характеристикам для конкретных применений, натриевые аккумуляторы могут в ближайшем будущем дополнить или даже частично заменить литий-ионные.
Почему натрий-ионные аккумуляторы?
Литий-ионные аккумуляторы доминируют на современном рынке, но они используют такие редкие и дорогие материалы, как литий, кобальт и никель. Натрий, с другой стороны, гораздо более распространён и дешев. Такая распространённость делает натрий-ионные аккумуляторы особенно привлекательными для крупномасштабного применения, например, в стационарных накопителях энергии и электромобилях начального уровня.
Последние события
В 2023 году крупнейший китайский производитель аккумуляторов КАТЛ введен Накстра, бренд натрий-ионных аккумуляторов. Аккумулятор можно зарядить до уровня 80% всего за 15 минут при комнатной температуре, и он сохраняет отличную производительность при низких температурах. Другие компании, такие как HiNa Battery и Farasis Energy, также активно разрабатывают натрий-ионную технологию.
Натрий против лития: ключевые различия
| Особенность | Натрий-ион | Литий-ионный |
|---|---|---|
| Наличие сырья | Обильный, недорогой | Дефицитный, более дорогой |
| Плотность энергии | Ниже (~140 Вт·ч/кг) | Выше (~250 Вт·ч/кг) |
| Расходы | ~30% дешевле | Выше из-за лития, кобальта |
| Эффективность при низких температурах | Лучшая производительность | Может значительно ухудшиться |
| Коммерческая доступность | Новые, ограниченное использование | Широко принято |
Компании, производящие натрий-ионные аккумуляторы
Несколько инновационных компаний и производителей аккумуляторов активно инвестируют в технологию натрий-ионных аккумуляторов. Вот некоторые из наиболее заметных игроков, возглавляющих разработку и коммерциализацию:
- CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) – Китайский гигант по производству аккумуляторов представил свою Накстра Натрий-ионный аккумулятор, предназначенный для электромобилей и накопителей энергии. Массовое производство ожидается в ближайшее время.
- Аккумулятор HiNa – Пионер в области технологии натрий-ионных аккумуляторов, базирующийся в Китае и специализирующийся на коммерческом применении в двухколесных транспортных средствах, электробусах и системах хранения данных.
- Фарадион – Британская компания, приобретенная Reliance Industries, специализирующаяся на неводных натрий-ионных химикатах и нацеленная на стационарный и транспортный секторы.
- Альтрис – Шведский стартап, разрабатывающий инновационные натрий-ионные аккумуляторы с использованием железа и марганца, предназначенные для устойчивого развития и сетевого хранения энергии.
- Тиамат – Французская компания, специализирующаяся на производстве высокомощных натрий-ионных элементов, особенно подходящих для быстрой зарядки и промышленных инструментов.
Хронология индустриализации натрий-ионных аккумуляторов
Натрий-ионные аккумуляторы демонстрируют многообещающие результаты, особенно в области систем накопления энергии, однако на пути их широкомасштабного внедрения все еще существуют технические и производственные препятствия.
Производительность и срок службы
Одна из главных задач заключается в улучшении жизненный цикл. Современные натрий-ионные аккумуляторы продемонстрировали до 5000 циклов заряда-разряда, что впечатляет, но все еще отстает от коммерческого фосфат лития-железа (LiFePO₄) батареи, которые обычно достигают 8000–10000 цикловЧтобы натрий-ионные аккумуляторы играли доминирующую роль в долгосрочном хранении энергии, необходима дальнейшая оптимизация их долговечности и надежности.
Совместимость с промышленной цепочкой
С положительной стороны, процесс производства натрий-ионных аккумуляторов В значительной степени совместим с существующей инфраструктурой литий-ионных аккумуляторов. Большая часть оборудования и этапов производства, таких как нанесение покрытия на электроды, сборка элементов и формовка, может быть использована повторно с минимальными изменениями. Такая совместимость обеспечивает относительно быстрое масштабирование ёмкости.
Однако ключевые виды сырья, такие как анод, катод, сепаратор, электролит и токосъемник основаны на разных химических процессах и должны быть переработаны для систем с ионами натрия. Это требует разработки новая цепочка поставок материалов для восходящего потока, для созревания которого может потребоваться время.
Массовое производство и ценовая конкурентоспособность
Как и любая новая технология, натрий-ионные аккумуляторы должны преодолеть узкие места на ранних этапах производства. натрий более распространен и дешевле, чем литий, общая стоимость значительно снизится только после того, как массовое производство становится стабильным и цепочки поставок полностью устоялись. До этого момента литиевые аккумуляторы могут по-прежнему обладать преимуществом по соотношению цены и производительности во многих областях применения.
Возможности применения натрий-ионных аккумуляторов
Натрий-ионные аккумуляторы, благодаря своей экономичности и повышенной безопасности, демонстрируют большой потенциал в различных областях применения, где литий-ионные аккумуляторы могут оказаться менее подходящими. Их более низкая плотность энергии ограничивает их применение в высокопроизводительных электромобилях, но они превосходны в таких областях, как крупномасштабные системы накопления энергии, резервные источники питания и электромобили средней скорости.
Одной из особенно перспективных областей является разработка систем бесперебойного питания, где надёжное и безопасное резервное питание критически важно. Натрий-ионные аккумуляторы могут стать экономичной и безопасной альтернативой. аккумулятор бесперебойного питания приложений, помогающих защитить чувствительную электронику и центры обработки данных от перебоев электропитания без рисков, связанных с тепловым выходом литиевых батарей из строя.
Другие области применения включают хранение возобновляемой энергии, стабилизацию сети и использование в решениях по автономному энергоснабжению, где стоимость и безопасность имеют приоритет над высокой плотностью энергии.
Приложения и Outlook
Натрий-ионные аккумуляторы вряд ли заменят литий-ионные во всех секторах из-за их более низкой плотности энергии. Однако для систем накопления энергии, электровелосипедов, двух- и трёхколёсных электромобилей, а также бюджетных электромобилей они представляют собой доступный и экологичный вариант. По мере масштабирования производства и развития технологий натрий-ионные аккумуляторы, вероятно, будут играть значительную роль на диверсифицированном рынке накопителей энергии.
