Nylig stiller flere og flere kunder oss spørsmålet om hvorvidt natriumionbatteri erstatter litiumbatteri i fremtiden. Hva er hovedforskjellen mellom natriumionbatteri og litiumbatteri? Her forklarer vi detaljert.
Som CATLs offentlige konferanse for natriumionbatterier kommer natriumionbatteri-æraen. Nå forventes CATL å akselerere industrialiseringen av natriumionbatterier og delvis erstatte jern-litiumbatterier i fremtiden.
Hva er et natriumionbatteri? Hva er fordelene og ulempene, og fremtidsutsiktene for bruk? Følgende er vår vurdering:
1) Natriumionbatteri er ikke en ny teknologi, det er ingen såkalt "banebrytende" innovasjon, mer er det teknologisk iterasjon;
2) Natrium-ion-batterier har tydelige fordeler og ulemper, enorme ressurser og kostnadsfordeler, som gjør at de forventes å ha gode bruksmuligheter innen energilagring, elektriske tohjulede kjøretøy og A00-klasse lavhastighetskjøretøyer. Den lave energitettheten gjør det imidlertid vanskelig å erstatte bilbatterier med høy utholdenhet (med mindre energitettheten til neste generasjons natriumionbatterier kan overstige 200Wh/kg);
3) Tatt i betraktning at natriumreserver er rikere enn litium, bør bedrifter være oppmerksomme på den strategiske betydningen av natriumbatterier som en teknisk reserve for å sikre energisikkerhet.
1. Hva er et natriumionbatteri?
Forskningen på natriumionbatterier kan spores tilbake til 1970-tallet. I løpet av de siste 10 årene har relatert forskning innledet en utblåsning, og industrien har begynt å legge ut. I likhet med litium-ion-batteri-gyngestolens arbeidsprinsipp, er natrium-ion-batteriet avhengig av bevegelsen av natriumioner mellom de positive og negative elektrodene for å fungere.
Den største forskjellen mellom natriumionbatteri og litiumbatteri er katodematerialet:
1) Natriumionbatteri bruker NaCuFeMnO/mykt karbonsystem vs. litiumjernfosfat/grafittsystem;
2) Velg karbonbaserte materialer, overgangsmetalloksider, legeringsmaterialer osv. for den negative elektroden;
3) Velg natriumsalt som natriumheksafluorfosfat vs. litiumbatteri som elektrolytt;
4) Anodestrømsamleren er aluminiumsfolie vs litiumkobberfolie.
Når det gjelder produksjons- og produksjonsutstyr, har natriumionbatterier og litiumbatterier høy kompatibilitet.
Hva er utviklingen av natrium-ion-batterier?
Siden 2021 har den høye veksten i global batterietterspørsel begynt å møte problemet med litiumressursbegrensninger. Vinddata, per 2021/07/20 har prisen på litiumkarbonat steget med 66 % i år, og litiumhydroksid har steget med 96 %.
Sammenlignet med litiumressurser er natriumressurser rike på reserver og vidt distribuert, så natriumbatterier vil ha en større kostnadsfordel etter kommersiell bruk i stor skala.
2. Sammenlign fordelene og ulempene med litiumbatterier og utvikle natrium-ion-batterier
Sammenlignet med litiumbatterier har natriumionbatterier følgende fordeler:
1) Rikelige ressurser, overfloden av natriumionskorpe til hovedladningsbæreren til natriumionbatterier er omtrent 2,36%, som er mye høyere enn 0,002% av litiumion;
2) Kostnaden er lavere. Katodematerialkostnaden for natriumionbatterier (NaCuFeMnO/mykt karbonsystem) er bare 40 % av katodematerialkostnaden for litiumionbatterier (litiumjernfosfat/grafittsystem);
3) Tryggere, natriumionbatteriet har relativt stabil elektrokjemisk ytelse.
Ulemper med litiumbatteri og natriumionbatteri:
1) Energitettheten er lav. Den nåværende enkeltenergitettheten til natriumionbattericeller er bare 120Wh/kg, som er betydelig lavere enn 180Wh/kg for litiumjernfosfatbatterier og de ternære 240Wh/kg.
2) Sykluslevetiden er relativt kort. De nåværende syklustidene for natriumionbatterier er opptil ca. 1500 ganger, noe som er betydelig lavere enn 6000 ganger for litiumjernfosfatbatterier og 3000 ganger for NMC-batterier.
3) Industrikjeden er fortsatt ufullkommen. Siden ingeniørutstyr og forsyningskjedestøtteanlegg ennå ikke er dannet, er dagens produksjonskostnad høyere enn for litiumbatterier.
3. Natrium-ion-batterier har titalls milliarder markedsplass
Gjennom analysen ovenfor vil det bli funnet at natriumionbatterier har svært tydelige fordeler og ulemper.
Enorme ressurser og kostnadsfordeler gjør at det forventes å ha brede bruksmuligheter innen energilagring, elektriske tohjulede kjøretøy og A00-klasse biler. Den lave energitettheten har imidlertid ført til en lav grad av samsvar med de langsiktige utholdenhetskravene til nye energikjøretøyer.
CITIC Securities mener at i kraft av kostnadsfordelene forventes natriumionbatterier å bli kommersialisert innen energilagring, anleggsmaskiner, kommunikasjonsbasestasjoner, tohjulede kjøretøy og andre scenarier med lavere krav til energitetthet. Teknologi utgjør et visst supplement.
Everbright Securities mener at natriumion-batterier har gode bruksmuligheter innen energilagring, elektriske tohjulinger og biler i A00-klassen. Det er anslått at innenlandsk energilagringsbehov i 2025 er 48GWh, tohjulinger krever 41GWh, og biler i A00-klassen krever 34GWh. For tiden bruker disse tre scenariene hovedsakelig litiumjernfosfatbatterier. Hvis industrialiseringen av natrium-ion-batterier går jevnt, vil jern-litium-batterier bli erstattet.
Nå flere og flere selskaper depoly natriumionbatteri forskning og kommersialisering.VTC Power også jage trinnet og investere milliarder av RMB i natriumion-batteriet for det fremtidige markedet.
VTC Power Co., LTD, natriumionbatteri, litiumbatteri, litiumionbatteri, lifepo4-batteri, energilagringsbatteri, EV-batteri
