Recientemente, las noticias sobre el progreso de batería de iones de sodio en China ha surgido con frecuencia. En primer lugar, HUA YANG desveló que la primera línea de producción en masa de células de baterías de iones de sodio de 1GWh del mundo, construida conjuntamente con Zhongke Haina, está oficialmente en funcionamiento.
Índice
A esto siguió un comunicado de prensa de las autoridades chinas en el que se afirmaba que su proyecto de base de almacenamiento de energía escénica en Anhui (China) es actualmente el mayor proyecto de baterías de sodio de China.
Al mismo tiempo, el instituto de investigación chino también emitió un aviso para que se hicieran comentarios sobre la norma industrial de las baterías de iones de sodio y procedió a promover la preparación de normas relacionadas.
Todo tipo de buenas noticias para estimular el desarrollo continuado de las baterías de iones de sodio.
Las pilas de sodio empiezan a llamar la atención
De hecho, las baterías de sodio no son algo nuevo, se propuso al mismo tiempo con la batería de iones de litio en la década de 1970, ambos trabajan en el mismo principio, excepto que uno es de iones de sodio y el otro es de iones de litio. Sin embargo, las baterías de iones de litio, con su excelente rendimiento, han sido amadas por muchas empresas, y la industria de las pilas de litio lleva 50 años desarrollándose vigorosamente, mientras que las baterías de iones de sodio han estado estancadas desde la investigación hasta la industrialización.
Ahora las baterías de sodio de repente llamar la atención, de hecho, causada principalmente por su viejo rival batería de iones de litio. En el contexto de carbono neutro, baterías de iones de litio, la materia prima clave carbonato de litio en escasez, los precios en marzo a agosto de este año después de un alto aumento, septiembre y recuperó el impulso, el aumento acumulado de los precios este año ha sido más de 80%. El continuo aumento de los precios de las materias primas, a los fabricantes de baterías aguas abajo, las compañías de automóviles trajo una enorme presión de costes, por esta razón, las empresas pertinentes debido al alto precio del carbonato de litio y se sienten ansiosos.
La batería de sodio, en el plano teórico en comparación con la batería de iones de litio, el coste total del material es 30%-40% inferior, y en términos de reservas, los recursos de sodio de la tierra son 400 veces más que los de litio, y la distribución mundial es uniforme, lo que permite ver la luz de la sustitución.
Sin embargo, de hecho, tanto desde el punto de vista técnico como de la cadena industrial ascendente y descendente, las baterías de iones de sodio se encuentran en la fase previa a la producción en masa.
En materiales catódicosel material más crítico para la fabricación de baterías de iones de sodio, se están desarrollando en paralelo por tres rutas tecnológicas, entre ellas la ruta del óxido metálico estratificado utilizada por Zhongke Haina, la ruta del azul de Prusia utilizada por CATL y la ruta del polianión.
Entre ellas, la ruta de Zhongke Haina está técnicamente madura y se encuentra actualmente en producción. CATL, una de las 10 empresas mundiales con mayor capacidad instalada de baterías de energía, ha adoptado la ruta del azul de Prusia y lanzó la primera generación de sodio en julio del año pasado, pero hasta ahora no se ha puesto en producción. En cuanto a la ruta del polianión, todavía no hay empresas en China, y los fabricantes chinos aún no han sacado al mercado baterías que utilicen esta ruta, por lo que el proceso de industrialización es mucho menor que el de las dos primeras. Esto significa que las baterías de iones de sodio se encuentran aún en las primeras fases de investigación y desarrollo, y todavía no está claro qué ruta tecnológica acabará imponiéndose, a la espera de que continúe la madurez técnica.
Además, las baterías de ión sodio aún no han formado una cadena industrial preliminar, lo que aumentará el coste de producción de las baterías de ión sodio.
En la cadena de la industria actual falta de apoyo, la falta de efecto de escala, se estima que el costo de producción real de iones de sodio en más de 1 yuan / Wh, de hecho, es mucho mayor que la cadena de la industria actual es madura, la producción a gran escala de baterías de iones de litio. La industria está más preocupada por el bajo costo de las baterías de iones de sodio, pero sólo el costo teórico de la situación ideal.
Al mismo tiempo, ya que la batería de iones de sodio recibe la atención es causada principalmente por el actual aumento en el precio de las materias primas de la batería de litio, entonces el futuro una vez que el suministro de materias primas de litio para aliviar, la promoción de las baterías de sodio sobre el terreno si se puede avanzar como se esperaba, también hay incertidumbre.
Es improbable que el sodio sustituya por completo al litio
Teóricamente, el sodio tiene un bajo coste y grandes reservas, y aunque todavía está en vísperas de la producción masiva, es probable que alcance la mayoría de edad con el tiempo. Para entonces, ¿habrá sustituido el sodio al litio?
La respuesta es no.
En el aspecto que más preocupa a las baterías de potencia, la densidad energética, la batería de sodio actual presenta deficiencias evidentes.
El pasado mes de julio, CATL lanzó la primera generación de baterías de iones de sodio, sincronizada con el lanzamiento del pack de baterías híbridas de litio-sodio, dos baterías que utilizan el mismo sistema de baterías para su gestión.
Actualmente, como batería de potencia, la densidad energética de la batería de litio hierro fosfato es de 120Wh/kg a 200Wh/kg, la densidad energética de la célula de batería ternaria de litio es de 200Wh/kg a 350Wh/kg, mientras que la densidad energética de la célula de batería de sodio es de 100Wh/kg a 0Wh/kg, la diferencia es muy evidente.
Entonces, ¿con la mayor madurez de la tecnología de las baterías de sodio se puede reducir la diferencia? Esto también es imposible y viene determinado por las características innatas del ion sodio, sin posibilidad de cambio. El ion litio y el ion sodio tienen características elementales diferentes, lo que determina el límite superior de densidad energética de las baterías de ion sodio, que siempre será inferior al límite superior de densidad energética de las baterías de ion litio.
La brecha inherente en la densidad energética significa que, si se utiliza como batería de potencia en vehículos de nueva energía, el mismo peso de baterías de iones de sodio puede proporcionar autonomía, siempre muy inferior al mismo peso de baterías de iones de litio, lo que determina que el sodio no pueda sustituir al litio en el campo de las baterías de potencia.
Las baterías de iones de sodio y litio son más complementarias
En términos de seguridad, las baterías de sodio son mejores que las de iones de litio, lo que se debe a la alta resistencia interna de las baterías de sodio que las de litio, por lo que su generación de calor transitorio en caso de cortocircuito es menor, el aumento de temperatura es menor, la temperatura de embalamiento térmico es mayor que la de las baterías de litio, con mayor seguridad.
Al mismo tiempo, las baterías de litio precipitarán los iones de litio cuando se carguen a bajas temperaturas, mientras que las baterías de sodio no precipitan, por lo que las baterías de iones de sodio tienen un rango de temperatura de funcionamiento más amplio. El sodio puede funcionar normalmente en el rango de temperaturas de -40℃ a 80℃, y la tasa de retención de capacidad es de casi 90% en -20℃, por lo que el rendimiento a altas y bajas temperaturas es mejor que el de las baterías de iones de litio.
La alta seguridad y el mayor rango de temperaturas de funcionamiento, así como el bajo coste, son realmente más adecuados para el almacenamiento de energía. Las baterías de almacenamiento de energía no requieren una alta densidad energética como las baterías de potencia, y prestan más atención a la seguridad y la economía, además de adaptarse mejor a las condiciones climáticas de distintas latitudes, que requieren un rango de temperatura de funcionamiento más amplio.
Así pues, en el futuro, con la madurez de la tecnología de las baterías de iones de sodio, en la industria de las baterías de potencia, es inevitable que la situación de las baterías de iones de sodio y las de iones de litio acabe presentando un desarrollo común.
Competencia entre baterías de sodio y litio
Recientemente, las noticias sobre el progreso de batería de iones de sodio en China ha surgido con frecuencia. En primer lugar, HUA YANG desveló que la primera línea de producción en masa de células de baterías de iones de sodio de 1GWh del mundo, construida conjuntamente con Zhongke Haina, está oficialmente en funcionamiento.
A esto siguió un comunicado de prensa de las autoridades chinas en el que se afirmaba que su proyecto de base de almacenamiento de energía escénica en Anhui (China) es actualmente el mayor proyecto de baterías de sodio de China.
Al mismo tiempo, el instituto de investigación chino también emitió un aviso para que se hicieran comentarios sobre la norma industrial de las baterías de iones de sodio y procedió a promover la preparación de normas relacionadas.
Todo tipo de buenas noticias para estimular el desarrollo continuado de las baterías de iones de sodio.
Las pilas de sodio empiezan a llamar la atención
De hecho, las baterías de sodio no son algo nuevo, se propuso al mismo tiempo con la batería de iones de litio en la década de 1970, ambos trabajan en el mismo principio, excepto que uno es de iones de sodio y el otro es de iones de litio. Sin embargo, las baterías de iones de litio, con su excelente rendimiento, han sido amadas por muchas empresas, y la industria de las pilas de litio lleva 50 años desarrollándose vigorosamente, mientras que las baterías de iones de sodio han estado estancadas desde la investigación hasta la industrialización.
Ahora las baterías de sodio de repente llamar la atención, de hecho, causada principalmente por su viejo rival batería de iones de litio. En el contexto de carbono neutro, baterías de iones de litio, la materia prima clave carbonato de litio en escasez, los precios en marzo a agosto de este año después de un alto aumento, septiembre y recuperó el impulso, el aumento acumulado de los precios este año ha sido más de 80%. El continuo aumento de los precios de las materias primas, a los fabricantes de baterías aguas abajo, las compañías de automóviles trajo una enorme presión de costes, por esta razón, las empresas pertinentes debido al alto precio del carbonato de litio y se sienten ansiosos.
La batería de sodio, en el plano teórico en comparación con la batería de iones de litio, el coste total del material es 30%-40% inferior, y en términos de reservas, los recursos de sodio de la tierra son 400 veces más que los de litio, y la distribución mundial es uniforme, lo que permite ver la luz de la sustitución.
Sin embargo, de hecho, tanto desde el punto de vista técnico como de la cadena industrial ascendente y descendente, las baterías de iones de sodio se encuentran en la fase previa a la producción en masa.
En materiales catódicosel material más crítico para la fabricación de baterías de iones de sodio, se están desarrollando en paralelo por tres rutas tecnológicas, entre ellas la ruta del óxido metálico estratificado utilizada por Zhongke Haina, la ruta del azul de Prusia utilizada por CATL y la ruta del polianión.
Entre ellas, la ruta de Zhongke Haina está técnicamente madura y se encuentra actualmente en producción. CATL, una de las 10 empresas mundiales con mayor capacidad instalada de baterías de energía, ha adoptado la ruta del azul de Prusia y lanzó la primera generación de sodio en julio del año pasado, pero hasta ahora no se ha puesto en producción. En cuanto a la ruta del polianión, todavía no hay empresas en China, y los fabricantes chinos aún no han sacado al mercado baterías que utilicen esta ruta, por lo que el proceso de industrialización es mucho menor que el de las dos primeras. Esto significa que las baterías de iones de sodio se encuentran aún en las primeras fases de investigación y desarrollo, y todavía no está claro qué ruta tecnológica acabará imponiéndose, a la espera de que continúe la madurez técnica.
Además, las baterías de ión sodio aún no han formado una cadena industrial preliminar, lo que aumentará el coste de producción de las baterías de ión sodio.
En la cadena de la industria actual falta de apoyo, la falta de efecto de escala, se estima que el costo de producción real de iones de sodio en más de 1 yuan / Wh, de hecho, es mucho mayor que la cadena de la industria actual es madura, la producción a gran escala de baterías de iones de litio. La industria está más preocupada por el bajo costo de las baterías de iones de sodio, pero sólo el costo teórico de la situación ideal.
Al mismo tiempo, ya que la batería de iones de sodio recibe la atención es causada principalmente por el actual aumento en el precio de las materias primas de la batería de litio, entonces el futuro una vez que el suministro de materias primas de litio para aliviar, la promoción de las baterías de sodio sobre el terreno si se puede avanzar como se esperaba, también hay incertidumbre.
Es improbable que el sodio sustituya por completo al litio
Teóricamente, el sodio tiene un bajo coste y grandes reservas, y aunque todavía está en vísperas de la producción masiva, es probable que alcance la mayoría de edad con el tiempo. Para entonces, ¿habrá sustituido el sodio al litio?
La respuesta es no.
En el aspecto que más preocupa a las baterías de potencia, la densidad energética, la batería de sodio actual presenta deficiencias evidentes.
El pasado mes de julio, CATL lanzó la primera generación de baterías de iones de sodio, sincronizada con el lanzamiento del pack de baterías híbridas de litio-sodio, dos baterías que utilizan el mismo sistema de baterías para su gestión.
Actualmente, como batería de potencia, la densidad energética de la batería de litio hierro fosfato es de 120Wh/kg a 200Wh/kg, la densidad energética de la célula de batería ternaria de litio es de 200Wh/kg a 350Wh/kg, mientras que la densidad energética de la célula de batería de sodio es de 100Wh/kg a 0Wh/kg, la diferencia es muy evidente.
Entonces, ¿con la mayor madurez de la tecnología de las baterías de sodio se puede reducir la diferencia? Esto también es imposible y viene determinado por las características innatas del ion sodio, sin posibilidad de cambio. El ion litio y el ion sodio tienen características elementales diferentes, lo que determina el límite superior de densidad energética de las baterías de ion sodio, que siempre será inferior al límite superior de densidad energética de las baterías de ion litio.
La brecha inherente en la densidad energética significa que, si se utiliza como batería de potencia en vehículos de nueva energía, el mismo peso de baterías de iones de sodio puede proporcionar autonomía, siempre muy inferior al mismo peso de baterías de iones de litio, lo que determina que el sodio no pueda sustituir al litio en el campo de las baterías de potencia.
Las baterías de iones de sodio y litio son más complementarias
En términos de seguridad, las baterías de sodio son mejores que las de iones de litio, lo que se debe a la alta resistencia interna de las baterías de sodio que las de litio, por lo que su generación de calor transitorio en caso de cortocircuito es menor, el aumento de temperatura es menor, la temperatura de embalamiento térmico es mayor que la de las baterías de litio, con mayor seguridad.
Al mismo tiempo, las baterías de litio precipitarán los iones de litio cuando se carguen a bajas temperaturas, mientras que las baterías de sodio no precipitan, por lo que las baterías de iones de sodio tienen un rango de temperatura de funcionamiento más amplio. El sodio puede funcionar normalmente en el rango de temperaturas de -40℃ a 80℃, y la tasa de retención de capacidad es de casi 90% en -20℃, por lo que el rendimiento a altas y bajas temperaturas es mejor que el de las baterías de iones de litio.
La alta seguridad y el mayor rango de temperaturas de funcionamiento, así como el bajo coste, son realmente más adecuados para el almacenamiento de energía. Las baterías de almacenamiento de energía no requieren una alta densidad energética como las baterías de potencia, y prestan más atención a la seguridad y la economía, además de adaptarse mejor a las condiciones climáticas de distintas latitudes, que requieren un rango de temperatura de funcionamiento más amplio.
Así pues, en el futuro, con la madurez de la tecnología de las baterías de iones de sodio, en la industria de las baterías de potencia, es inevitable que la situación de las baterías de iones de sodio y las de iones de litio acabe presentando un desarrollo común.