Concurrence entre les piles au sodium et au lithium
Récemment, des informations sur les progrès de la batterie sodium-ion en Chine est apparue fréquemment. Tout d'abord, HUA YANG a révélé que la première ligne de production de masse de cellules de batteries sodium-ion de 1GWh au monde, construite conjointement avec Zhongke Haina, est officiellement opérationnelle.
Table des matières
Les autorités chinoises ont ensuite publié un communiqué de presse indiquant que son projet de base de stockage d'énergie scénique à Anhui, en Chine, est actuellement le plus grand projet de batterie au sodium en Chine.
Dans le même temps, l'institut de recherche chinois a également publié un avis de consultation sur la norme industrielle pour les batteries sodium-ion et a entrepris de promouvoir la préparation de normes connexes.
Autant de bonnes nouvelles qui stimulent la poursuite du développement des batteries sodium-ion.
Les piles au sodium commencent à attirer l'attention
En fait, les batteries au sodium ne sont pas nouvelles, elles ont été proposées en même temps que les batteries au lithium-ion dans les années 1970. Elles fonctionnent toutes les deux sur le même principe, sauf que l'une est au sodium-ion et l'autre au lithium-ion. Cependant, les batteries lithium-ion, avec leurs excellentes performances, ont été appréciées par de nombreuses entreprises, et le marché des batteries lithium-ion est en pleine expansion. l'industrie des piles au lithium se développe vigoureusement depuis 50 ans, alors que les batteries sodium-ion sont au point mort, de la recherche à l'industrialisation.
Aujourd'hui, les batteries au sodium attirent soudainement l'attention, en fait, principalement en raison de leur vieux rival, les batteries au lithium-ion. Dans le contexte de la neutralité carbone, les batteries lithium-ion, la matière première clé, le carbonate de lithium, sont en pénurie, les prix de mars à août de cette année après une forte hausse, septembre et ont repris leur élan, l'augmentation cumulée des prix cette année a été de plus de 80%. La hausse continue des prix des matières premières a entraîné une énorme pression sur les coûts pour les fabricants de batteries en aval et les constructeurs automobiles. C'est pourquoi les entreprises concernées se sentent inquiètes en raison du prix élevé du carbonate de lithium.
La batterie au sodium, au niveau théorique par rapport à la batterie au lithium-ion, le coût total des matériaux est inférieur de 30%-40%, et en termes de réserves, les ressources en sodium de la terre sont 400 fois supérieures à celles du lithium, et la distribution mondiale est uniforme, ce qui permet aux gens d'entrevoir la lumière de la substitution.
Cependant, que ce soit au niveau technique ou au niveau de la chaîne industrielle en amont et en aval, les batteries sodium-ion en sont au stade de la préproduction de la production de masse.
Les matériaux de cathodele matériau le plus important pour la fabrication des batteries sodium-ion, sont développées en parallèle par trois voies technologiques, notamment la voie des oxydes métalliques en couches utilisée par Zhongke Haina, la voie du bleu de Prusse utilisée par CATL et la voie des polyanions.
Parmi elles, la filière de Zhongke Haina est techniquement au point et est actuellement en production. CATL, l'une des dix premières entreprises mondiales en termes de capacité installée de batteries d'énergie, a adopté la voie du bleu de Prusse et a mis sur le marché la première génération de sodium en juillet de l'année dernière, mais elle n'a pas encore été mise en production. Quant à la voie des polyanions, il n'y a pas encore d'entreprises en Chine, et les fabricants chinois n'ont pas encore commercialisé de batteries utilisant cette voie, de sorte que le processus d'industrialisation est beaucoup moins avancé que les deux premières. Cela signifie que les batteries sodium-ion en sont encore aux premiers stades de la recherche et du développement, et que l'on ne sait toujours pas quelle voie technologique finira par l'emporter, dans l'attente d'une maturité technique continue.
En outre, les batteries sodium-ion n'ont pas encore formé une chaîne industrielle préliminaire, ce qui augmentera le coût de production des batteries sodium-ion.
Dans la chaîne industrielle actuelle, le manque de soutien et l'absence d'effet d'échelle font que l'on estime que le coût de production réel des batteries sodium-ion est supérieur à 1 yuan/Wh, ce qui est en fait beaucoup plus élevé que la chaîne industrielle actuelle, qui est mature et produit à grande échelle des batteries lithium-ion. L'industrie est surtout préoccupée par le faible coût des batteries sodium-ion, mais seulement par le coût théorique de la situation idéale.
Dans le même temps, l'attention portée aux batteries sodium-ion est principalement due à la flambée actuelle du prix des matières premières des batteries au lithium, puis à l'avenir, une fois que l'approvisionnement en matières premières au lithium se sera détendu, la promotion des batteries au sodium sur le terrain, à savoir si elle peut progresser comme prévu, est également incertaine.
Il est peu probable que le sodium remplace complètement le lithium
Théoriquement, le sodium a un faible coût et de grandes réserves, et bien qu'il soit encore à l'aube d'une production de masse, il est probable qu'il atteindra sa maturité avec le temps. D'ici là, le sodium aura-t-il complètement remplacé le lithium ?
La réponse est non.
En ce qui concerne la performance la plus importante des batteries d'énergie, à savoir la densité énergétique, la batterie au sodium actuelle présente des lacunes évidentes.
En juillet dernier, CATL a lancé la première génération de batteries sodium-ion, synchronisée avec la sortie d'un pack de batteries hybrides lithium-sodium, deux batteries utilisant le même système de batterie pour la gestion.
Actuellement, en tant que batterie de puissance, la densité énergétique des batteries au lithium-fer phosphate est de 120Wh/kg à 200Wh/kg, celle des cellules de batteries au lithium ternaire de 200Wh/kg à 350Wh/kg, tandis que la densité énergétique des cellules de batteries au sodium est de 100Wh/kg à 0Wh/kg, l'écart est très évident.
Est-ce qu'avec la maturité de la technologie des piles au sodium, l'écart peut être réduit ? Cela est également impossible et est déterminé par les caractéristiques innées de l'ion sodium, sans aucune possibilité de changement. L'ion lithium et l'ion sodium ont des caractéristiques élémentaires différentes, ce qui détermine la limite supérieure de la densité énergétique des batteries à l'ion sodium, qui sera toujours inférieure à la limite supérieure de la densité énergétique des batteries à l'ion lithium.
L'écart inhérent à la densité énergétique signifie que s'il est utilisé comme batterie d'alimentation dans les véhicules à énergie nouvelle, le même poids de batteries sodium-ion peut fournir une autonomie, toujours bien inférieure au même poids de batteries lithium-ion, ce qui détermine que le sodium ne peut pas remplacer le lithium dans le domaine des batteries d'alimentation.
Les piles au sodium ionique et au lithium sont plus complémentaires
En termes de sécurité, les piles au sodium sont meilleures que les piles au lithium-ion, ce qui est dû à la résistance interne élevée des piles au sodium par rapport aux piles au lithium, de sorte que la génération de chaleur transitoire en cas de court-circuit est moindre, l'augmentation de température est plus faible, la température d'emballement thermique est plus élevée que celle des piles au lithium, avec une sécurité plus élevée.
En même temps, les batteries au lithium précipitent les ions lithium lorsqu'elles sont chargées à basse température, alors que les batteries au sodium ne précipitent pas, de sorte que les batteries à ions sodium ont une plage de température de fonctionnement plus large. Le sodium peut fonctionner normalement à des températures comprises entre -40℃ et 80℃, et le taux de rétention de la capacité est de près de 90% à -20℃, de sorte que les performances à haute et basse température sont meilleures que celles des batteries au lithium-ion.
Une sécurité élevée et une plage de températures de fonctionnement plus large, ainsi qu'un faible coût, sont en fait plus appropriés pour le stockage de l'énergie. Les batteries de stockage d'énergie n'ont pas besoin d'une densité énergétique élevée comme les batteries de puissance, et accordent plus d'attention à la sécurité et à l'économie, et il est préférable de s'adapter aux conditions climatiques des différentes latitudes, ce qui nécessite une plage de température de fonctionnement plus large.
Ainsi, à l'avenir, avec la maturité de la technologie des batteries sodium-ion, il est inévitable que la situation des batteries sodium-ion et des batteries lithium-ion finisse par présenter un développement commun dans l'industrie des batteries d'énergie.
Concurrence entre les piles au sodium et au lithium
Récemment, des informations sur les progrès de la batterie sodium-ion en Chine est apparue fréquemment. Tout d'abord, HUA YANG a révélé que la première ligne de production de masse de cellules de batteries sodium-ion de 1GWh au monde, construite conjointement avec Zhongke Haina, est officiellement opérationnelle.
Les autorités chinoises ont ensuite publié un communiqué de presse indiquant que son projet de base de stockage d'énergie scénique à Anhui, en Chine, est actuellement le plus grand projet de batterie au sodium en Chine.
Dans le même temps, l'institut de recherche chinois a également publié un avis de consultation sur la norme industrielle pour les batteries sodium-ion et a entrepris de promouvoir la préparation de normes connexes.
Autant de bonnes nouvelles qui stimulent la poursuite du développement des batteries sodium-ion.
Les piles au sodium commencent à attirer l'attention
En fait, les batteries au sodium ne sont pas nouvelles, elles ont été proposées en même temps que les batteries au lithium-ion dans les années 1970. Elles fonctionnent toutes les deux sur le même principe, sauf que l'une est au sodium-ion et l'autre au lithium-ion. Cependant, les batteries lithium-ion, avec leurs excellentes performances, ont été appréciées par de nombreuses entreprises, et le marché des batteries lithium-ion est en pleine expansion. l'industrie des piles au lithium se développe vigoureusement depuis 50 ans, alors que les batteries sodium-ion sont au point mort, de la recherche à l'industrialisation.
Aujourd'hui, les batteries au sodium attirent soudainement l'attention, en fait, principalement en raison de leur vieux rival, les batteries au lithium-ion. Dans le contexte de la neutralité carbone, les batteries lithium-ion, la matière première clé, le carbonate de lithium, sont en pénurie, les prix de mars à août de cette année après une forte hausse, septembre et ont repris leur élan, l'augmentation cumulée des prix cette année a été de plus de 80%. La hausse continue des prix des matières premières a entraîné une énorme pression sur les coûts pour les fabricants de batteries en aval et les constructeurs automobiles. C'est pourquoi les entreprises concernées se sentent inquiètes en raison du prix élevé du carbonate de lithium.
La batterie au sodium, au niveau théorique par rapport à la batterie au lithium-ion, le coût total des matériaux est inférieur de 30%-40%, et en termes de réserves, les ressources en sodium de la terre sont 400 fois supérieures à celles du lithium, et la distribution mondiale est uniforme, ce qui permet aux gens d'entrevoir la lumière de la substitution.
Cependant, que ce soit au niveau technique ou au niveau de la chaîne industrielle en amont et en aval, les batteries sodium-ion en sont au stade de la préproduction de la production de masse.
Les matériaux de cathodele matériau le plus important pour la fabrication des batteries sodium-ion, sont développées en parallèle par trois voies technologiques, notamment la voie des oxydes métalliques en couches utilisée par Zhongke Haina, la voie du bleu de Prusse utilisée par CATL et la voie des polyanions.
Parmi elles, la filière de Zhongke Haina est techniquement au point et est actuellement en production. CATL, l'une des dix premières entreprises mondiales en termes de capacité installée de batteries d'énergie, a adopté la voie du bleu de Prusse et a mis sur le marché la première génération de sodium en juillet de l'année dernière, mais elle n'a pas encore été mise en production. Quant à la voie des polyanions, il n'y a pas encore d'entreprises en Chine, et les fabricants chinois n'ont pas encore commercialisé de batteries utilisant cette voie, de sorte que le processus d'industrialisation est beaucoup moins avancé que les deux premières. Cela signifie que les batteries sodium-ion en sont encore aux premiers stades de la recherche et du développement, et que l'on ne sait toujours pas quelle voie technologique finira par l'emporter, dans l'attente d'une maturité technique continue.
En outre, les batteries sodium-ion n'ont pas encore formé une chaîne industrielle préliminaire, ce qui augmentera le coût de production des batteries sodium-ion.
Dans la chaîne industrielle actuelle, le manque de soutien et l'absence d'effet d'échelle font que l'on estime que le coût de production réel des batteries sodium-ion est supérieur à 1 yuan/Wh, ce qui est en fait beaucoup plus élevé que la chaîne industrielle actuelle, qui est mature et produit à grande échelle des batteries lithium-ion. L'industrie est surtout préoccupée par le faible coût des batteries sodium-ion, mais seulement par le coût théorique de la situation idéale.
Dans le même temps, l'attention portée aux batteries sodium-ion est principalement due à la flambée actuelle du prix des matières premières des batteries au lithium, puis à l'avenir, une fois que l'approvisionnement en matières premières au lithium se sera détendu, la promotion des batteries au sodium sur le terrain, à savoir si elle peut progresser comme prévu, est également incertaine.
Il est peu probable que le sodium remplace complètement le lithium
Théoriquement, le sodium a un faible coût et de grandes réserves, et bien qu'il soit encore à l'aube d'une production de masse, il est probable qu'il atteindra sa maturité avec le temps. D'ici là, le sodium aura-t-il complètement remplacé le lithium ?
La réponse est non.
En ce qui concerne la performance la plus importante des batteries d'énergie, à savoir la densité énergétique, la batterie au sodium actuelle présente des lacunes évidentes.
En juillet dernier, CATL a lancé la première génération de batteries sodium-ion, synchronisée avec la sortie d'un pack de batteries hybrides lithium-sodium, deux batteries utilisant le même système de batterie pour la gestion.
Actuellement, en tant que batterie de puissance, la densité énergétique des batteries au lithium-fer phosphate est de 120Wh/kg à 200Wh/kg, celle des cellules de batteries au lithium ternaire de 200Wh/kg à 350Wh/kg, tandis que la densité énergétique des cellules de batteries au sodium est de 100Wh/kg à 0Wh/kg, l'écart est très évident.
Est-ce qu'avec la maturité de la technologie des piles au sodium, l'écart peut être réduit ? Cela est également impossible et est déterminé par les caractéristiques innées de l'ion sodium, sans aucune possibilité de changement. L'ion lithium et l'ion sodium ont des caractéristiques élémentaires différentes, ce qui détermine la limite supérieure de la densité énergétique des batteries à l'ion sodium, qui sera toujours inférieure à la limite supérieure de la densité énergétique des batteries à l'ion lithium.
L'écart inhérent à la densité énergétique signifie que s'il est utilisé comme batterie d'alimentation dans les véhicules à énergie nouvelle, le même poids de batteries sodium-ion peut fournir une autonomie, toujours bien inférieure au même poids de batteries lithium-ion, ce qui détermine que le sodium ne peut pas remplacer le lithium dans le domaine des batteries d'alimentation.
Les piles au sodium ionique et au lithium sont plus complémentaires
En termes de sécurité, les piles au sodium sont meilleures que les piles au lithium-ion, ce qui est dû à la résistance interne élevée des piles au sodium par rapport aux piles au lithium, de sorte que la génération de chaleur transitoire en cas de court-circuit est moindre, l'augmentation de température est plus faible, la température d'emballement thermique est plus élevée que celle des piles au lithium, avec une sécurité plus élevée.
En même temps, les batteries au lithium précipitent les ions lithium lorsqu'elles sont chargées à basse température, alors que les batteries au sodium ne précipitent pas, de sorte que les batteries à ions sodium ont une plage de température de fonctionnement plus large. Le sodium peut fonctionner normalement à des températures comprises entre -40℃ et 80℃, et le taux de rétention de la capacité est de près de 90% à -20℃, de sorte que les performances à haute et basse température sont meilleures que celles des batteries au lithium-ion.
Une sécurité élevée et une plage de températures de fonctionnement plus large, ainsi qu'un faible coût, sont en fait plus appropriés pour le stockage de l'énergie. Les batteries de stockage d'énergie n'ont pas besoin d'une densité énergétique élevée comme les batteries de puissance, et accordent plus d'attention à la sécurité et à l'économie, et il est préférable de s'adapter aux conditions climatiques des différentes latitudes, ce qui nécessite une plage de température de fonctionnement plus large.
Ainsi, à l'avenir, avec la maturité de la technologie des batteries sodium-ion, il est inévitable que la situation des batteries sodium-ion et des batteries lithium-ion finisse par présenter un développement commun dans l'industrie des batteries d'énergie.