Nyligen ställer fler och fler kunder oss frågan att om natriumjonbatteri ersätter litiumbatteri i framtiden.Vad är den största skillnaden mellan natriumjonbatteri och litiumbatteri? Här förklarar vi i detalj.
Som CATLs offentliga konferens för natriumjonbatterier kommer natriumjonbatteriets era. Nu förväntas CATL påskynda industrialiseringen av natriumjonbatterier och delvis ersätta järn-litiumbatterier i framtiden.
Vad är ett natriumjonbatteri? Vilka är dess fördelar och nackdelar, och dess framtida tillämpningsmöjligheter? Följande är vår bedömning:
1) Natriumjonbatteri är inte en ny teknik, det finns ingen så kallad "genombrotts" innovation, mer är det teknisk iteration;
2) Natriumjonbatterier har tydliga fördelar och nackdelar, enorma resurser och kostnadsfördelar, vilket gör att de förväntas ha goda tillämpningsmöjligheter inom områdena energilagring, elektriska tvåhjuliga fordon och A00-klassade låghastighetsfordon. Den låga energitätheten gör det dock svårt att ersätta bilbatterier med hög uthållighet (såvida inte energitätheten för nästa generations natriumjonbatterier kan överstiga 200Wh/kg);
3) Med tanke på att natriumreserver är rikligare än litium, bör företag vara uppmärksamma på den strategiska betydelsen av natriumbatterier som en teknisk reserv för att säkerställa energisäkerhet.
1. Vad är ett natriumjonbatteri?
Forskningen om natriumjonbatterier kan spåras tillbaka till 1970-talet. Under de senaste 10 åren har relaterad forskning inlett en utblåsning, och industrin har börjat utvecklas. I likhet med litiumjonbatteriets gungstolsprincip är natriumjonbatteriet beroende av rörelsen av natriumjoner mellan de positiva och negativa elektroderna för att fungera.
Den största skillnaden mellan natriumjonbatteri och litiumbatteri är katodmaterialet:
1) Natriumjonbatteri använder NaCuFeMnO/mjukt kolsystem kontra litiumjärnfosfat/grafitsystem;
2) Välj kolbaserade material, övergångsmetalloxider, legeringsmaterial etc. för den negativa elektroden;
3) Välj natriumsalt som natriumhexafluorfosfat vs litiumbatteri som elektrolyt;
4) Anodströmavtagaren är aluminiumfolie kontra litiumkopparfolie.
När det gäller tillverkning och produktionsutrustning har natriumjonbatterier och litiumbatterier hög kompatibilitet.
Vad är utvecklingen av natriumjonbatterier?
Sedan 2021 har den höga tillväxten av den globala efterfrågan på batterier börjat möta frågan om begränsningar av litiumresurser. Vinddata, från och med 2021/07/20 har priset på litiumkarbonat stigit med 66 % i år och litiumhydroxid har stigit med 96 %.
Jämfört med litiumresurser är natriumresurser rika på reserver och spridda, så natriumbatterier kommer att ha en större kostnadsfördel efter storskalig kommersiell användning.
2. Jämför fördelarna och nackdelarna med litiumbatterier och utveckla natriumjonbatterier
Jämfört med litiumbatterier har natriumjonbatterier följande fördelar:
1) Rikliga resurser, mängden natriumjonskorpa i huvudladdningsbäraren för natriumjonbatterier är cirka 2,36%, vilket är mycket högre än 0,002% av litiumjonen;
2) Kostnaden är lägre. Katodmaterialkostnaden för natriumjonbatterier (NaCuFeMnO/mjukt kolsystem) är endast 40 % av katodmaterialkostnaden för litiumjonbatterier (litiumjärnfosfat/grafitsystem);
3) Säkrare, natriumjonbatteriet har relativt stabil elektrokemisk prestanda.
Nackdelar med litiumbatteri och natriumjonbatteri:
1) Energitätheten är låg. Den nuvarande enskilda energitätheten för natriumjonbattericeller är endast 120Wh/kg, vilket är betydligt lägre än 180Wh/kg för litiumjärnfosfatbatterier och de ternära 240Wh/kg.
2) Cykelns livslängd är relativt kort. De nuvarande cykeltiderna för natriumjonbatterier är upp till cirka 1500 gånger, vilket är betydligt lägre än 6000 gånger för litiumjärnfosfatbatterier och 3000 gånger för NMC-batterier.
3) Industrikedjan är fortfarande ofullkomlig. Eftersom ingenjörsutrustning och stödjande anläggningar för försörjningskedjan ännu inte har bildats är den nuvarande produktionskostnaden högre än för litiumbatterier.
3. Natriumjonbatterier har tiotals miljarder marknadsutrymme
Genom ovanstående analys kommer det att visa sig att natriumjonbatterier har mycket tydliga fördelar och nackdelar.
Enorma resurser och kostnadsfördelar gör att den förväntas ha breda tillämpningsmöjligheter inom områdena energilagring, elektriska tvåhjuliga fordon och A00-klassade bilar. Den låga energitätheten har dock lett till en låg grad av matchning med de långsiktiga uthållighetskraven för nya energifordon.
CITIC Securities anser att natriumjonbatterier i kraft av sina kostnadsfördelar förväntas kommersialiseras inom energilagring, anläggningsmaskiner, kommunikationsbasstationer, tvåhjuliga fordon och andra scenarier med lägre krav på energitäthet. Tekniken utgör ett visst komplement.
Everbright Securities anser att natriumjonbatterier har goda användningsmöjligheter inom områdena energilagring, elektriska tvåhjuliga bilar och A00-klassade bilar. År 2025 beräknas behovet av inhemsk energilagring vara 48GWh, tvåhjulingar kräver 41GWh och bilar i A00-klassen kräver 34GWh. För närvarande använder dessa tre scenarier främst litiumjärnfosfatbatterier. Om industrialiseringen av natriumjonbatterier går smidigt kommer järn-litiumbatterier att bytas ut.
Nu fler och fler företag depoly natriumjonbatteri forskning och kommersialisering.VTC Power jagar också steget och investera miljarder RMB i natriumjonbatteriet för den framtida marknaden.
VTC Power Co., LTD, natriumjonbatteri, litiumbatteri, litiumjonbatteri, lifepo4-batteri, energilagringsbatteri, EV-batteri
