Dalam beberapa tahun terakhir, biaya baterai lithium-ion telah meningkat karena kekurangan sumber daya lithium, sehingga membatasi aplikasinya dalam perangkat penyimpanan energi berskala besar. Oleh karena itu, natrium, yang berlimpah dalam bahan mentah dan murah, sekali lagi menarik minat para ilmuwan.
Daftar Isi
Baterai ion natrium memiliki keunggulan yang jelas
Keuntungan dari biaya rendah dan sumber daya yang melimpah
Dalam hal sumber daya, baterai ion natrium memiliki keunggulan yang lebih besar daripada baterai lithium ion.
Struktur dan prinsip baterai natrium ion mirip dengan baterai lithium. Baterai ion natrium terutama terdiri dari dua bahan tertanam natrium yang berbeda (bahan katoda dan bahan anoda), elektrolit, diafragma, dan komponen utama lainnya. Selama pengisian, ion natrium dikeluarkan dari bahan katoda, melewati elektrolit, diafragma, dan akhirnya tertanam dalam bahan negatif; sementara itu, elektron mengalir dari elektroda negatif ke elektroda positif melalui sirkuit eksternal. Proses pengosongan adalah kebalikan dari proses pengisian. Dapat dilihat bahwa prinsip kerja baterai natrium ion pada dasarnya mirip dengan baterai lithium ion.
■ Baterai ion natrium menerima dukungan kebijakan
baterai ion natrium telah menerima dukungan kebijakan yang kuat dalam beberapa tahun terakhir. baterai ion natrium adalah suplemen yang efektif untuk baterai lithium, dan teknologinya telah berangsur-angsur matang dalam beberapa tahun terakhir, dengan perusahaan rantai industri secara bertahap mengirimkan jumlah kecil. China juga telah mulai mempromosikan komersialisasi baterai ion natrium, secara bertahap meningkatkan detail dan menjadikan teknologi baterai ion natrium sebagai tugas untuk lebih mempromosikan skala dan biaya rendah baterai ion natrium dan meningkatkan kinerja komprehensif.
■ Rantai industri baterai ion natrium telah selesai
Katoda: oksida berlapis memiliki kinerja keseluruhan yang baik dan menjadi arus utama
Bahan katoda utama untuk baterai ion natrium adalah oksida logam transisi dan sebagainya. Itu bahan katoda mempengaruhi kepadatan energi baterai, masa pakai baterai, dll., dan bahan katoda ion natrium yang sangat baik harus dimiliki:
(1) biaya bahan baku yang rendah, proses persiapan yang sederhana, untuk lebih memanfaatkan keuntungan dari baterai ion natrium berbiaya rendah.
(2) dengan listrik redoks, yang kondusif untuk meningkatkan kepadatan energi baterai ion natrium.
Anoda: karbon keras adalah yang paling cocok, tetapi biayanya lebih tinggi
Saat ini, baterai natrium ion lebih banyak menggunakan anoda karbon keras, karbon lunak. Sebagai salah satu komponen inti dari baterai ion natrium, bahan anoda mempengaruhi efisiensi coulomb pertama, kinerja pengganda, dan karakteristik daya tahan siklus baterai. Bahan anoda yang paling banyak diteliti untuk baterai ion natrium adalah bahan berbasis karbon. Saat ini, anoda yang dapat digunakan sebagai baterai ion natrium adalah: karbon keras, karbon lunak, graphene, dll.
Elektrolit dan aluminium foil: Elektrolit sebagian besar menggunakan pelarut ester NaPF6 +, biaya aluminium foil memiliki keunggulan
Saat ini pelarut elektrolit yang paling umum digunakan untuk baterai natrium ion adalah elektrolit ester. Sebagai bagian penting dari baterai, elektrolit adalah jembatan yang menghubungkan elektroda positif dan negatif di dalam baterai natrium ion, yang merupakan faktor utama yang mempengaruhi keamanan baterai, dan juga memainkan peran penting dalam kepadatan energi, masa pakai dan kinerja pengganda baterai. Komponen utama elektrolit ester adalah: PC, EC, DEC, dll. Strukturnya relatif stabil, tahan terhadap oksidasi dan keamanan yang tinggi.
Permintaan baterai ion natrium diperkirakan mencapai 292GW
■ Baterai ion natrium mendapatkan perhatian
Revolusi energi mendorong perluasan sumber daya energi terbarukan, dan penyimpanan energi mengantarkan pada peluang pengembangan. Penyimpanan energi adalah teknologi pendukung utama untuk revolusi energi, dan sangat dibutuhkan untuk mengatasi akses skala besar ke energi terbarukan, dan untuk meningkatkan efisiensi, keamanan, dan keekonomisan sistem tenaga listrik dan sistem energi regional.
Dengan tingginya harga lithium-ion, baterai natrium ion telah menjadi alternatif yang kuat. Dengan semakin populernya kendaraan listrik dan aplikasi penyimpanan energi skala besar, industri baterai lithium mungkin menghadapi masalah kelangkaan sumber daya lithium. Baterai natrium-ion telah menjadi titik panas untuk penelitian dalam teknologi penyimpanan energi karena sumber dayanya yang melimpah, biaya rendah, efisiensi konversi energi yang tinggi, masa pakai yang lama, dan biaya perawatan yang rendah.
■ Baterai ion natrium dapat menggantikan baterai ion litium
Penyimpanan energi elektrokimia berkembang pesat, dengan kapasitas terpasang kumulatif sebesar 297GW pada tahun 2030, yang mewakili tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 58%. Selain itu, beberapa laporan memperkirakan bahwa pada tahun 2025, pemasangan kumulatif penyimpanan energi elektrokimia dapat mencapai 40GW, dan pada tahun 2030, target puncak karbon akan tercapai, dan kapasitas terpasang tahunan pembangkit energi baru akan mempertahankan pertumbuhan tahunan rata-rata 100GW, dan kapasitas terpasang tahunan penyimpanan energi elektrokimia akan tetap di 12GW hingga 15GW, dan diharapkan pada tahun 2030, kapasitas terpasang penyimpanan energi elektrokimia akan mencapai sekitar 110GW. Kapasitas terpasang penyimpanan energi elektrokimia diperkirakan akan mencapai 52GW pada tahun 2025 dan 297GW pada tahun 2030, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 58%.
Selain itu, baterai natrium ion dapat digunakan secara luas pada kendaraan roda dua listrik dan menggantikan baterai timbal-asam. Kendaraan roda dua listrik saat ini dipengaruhi oleh tingginya harga baterai lithium, dan produksinya melambat. Baterai ion natrium, dengan keunggulan biaya, dapat menggantikan baterai lithium di satu sisi, dan dapat membantu penjualan kendaraan roda dua listrik melalui biaya rendah di sisi lain.
Baterai natrium ion diharapkan dapat menggantikan baterai timbal-asam. Karena harganya yang murah dan stabilitas yang tinggi, baterai timbal-asam telah menjadi jenis baterai utama yang digunakan pada kendaraan listrik roda dua China, dan tingkat penetrasi baterai timbal-asam mencapai 90%. Dibandingkan dengan baterai lithium, baterai timbal-asam memiliki keunggulan biaya rendah, jangkauan tinggi, dan dapat didaur ulang, tetapi bobotnya yang berat juga menjadi kelemahan baterai timbal-asam. Namun, dengan popularitas baterai natrium ion, diharapkan dapat menggantikan baterai timbal-asam.
Perusahaan-perusahaan Cina telah meletakkan baterai ion natrium-rantai industri secara bertahap terbentuk
■ CATL: Industrialisasi anoda baterai ion natrium pada tahun 2023
CATL adalah salah satu dari 10 besar produsen kapasitas terpasang baterai lifepo4 di Cina, akan merilis baterai ion natrium generasi pertama pada tahun 2021: pertama, dalam hal kepadatan energi sel tunggal, kepadatan energi baterai ion natrium CATL telah mencapai 160 Wh / kg, yang merupakan level tertinggi di antara semua baterai ion natrium; diharapkan setelah inovasi berkelanjutan, kepadatan energi baterai ion natrium generasi kedua akan melebihi 200 Wh / kg; kedua, karena resistansi internal yang kecil dari baterai ion natrium, daya baterai ion natrium dapat mencapai 80% dalam waktu 15 menit setelah pengisian daya pada suhu kamar. Kedua, karena resistansi internal baterai ion natrium yang rendah, daya baterai ion natrium dapat mencapai 80% setelah 15 menit pengisian pada suhu kamar; kami berkomitmen untuk mempromosikan industrialisasi baterai ion natrium pada tahun 2023.
■ HUA YANG: Membangun model rantai industri secara keseluruhan
HUA YANG mulai menata baterai natrium ion pada tahun 2021, dan telah membentuk rantai industri penuh. Di bidang baterai ion natrium, perusahaan telah menetapkan jalur produksi elektroda positif dan negatif, sel listrik, kemasan baterai, elektrolit, dan segmen lainnya, yang pada dasarnya membentuk seluruh rantai industri.
Pada tahun 2021, baterai ion natrium akan terus berkembang dengan mantap: HUA YANG dan Zhongkehai Sodium telah memulai uji coba produksi lini produksi baterai ion natrium pertama, yang telah meletakkan dasar yang kokoh untuk pengembangan industri baterai ion natrium berkualitas tinggi, dan diharapkan dapat bersama-sama memperluas lini produksi 2.000 ton katoda dan anoda baterai ion natrium pada tahun 2023.
■ ZEC: Keunggulan nyata dalam teknologi katoda
ZEC berfokus pada penelitian dan pengembangan bahan katoda, dan secara aktif meletakkan bahan katoda untuk baterai ion natrium untuk meningkatkan kapasitas spesifik dan mengurangi resistensi internal berdasarkan warisan keamanan tinggi dan stabilitas bersepeda. ZEC memiliki keunggulan yang signifikan atas pesaingnya dari Tiongkok di industri yang sama.
ZEC telah mengirimkan katoda baterai ion natrium dan memperluas kapasitas produksinya sebesar 100.000 ton bahan katoda. Hingga akhir Juli 2022, perusahaan telah mengirimkan 4 ton + katoda natrium dan mengirimkan sampel kepada pelanggan sebanyak 0,6475 ton.
Analisis industri baterai ion natrium
Baterai ion natrium memiliki keunggulan yang jelas
Keuntungan dari biaya rendah dan sumber daya yang melimpah
Dalam hal sumber daya, baterai ion natrium memiliki keunggulan yang lebih besar daripada baterai lithium ion.
Struktur dan prinsip baterai natrium ion mirip dengan baterai lithium. Baterai ion natrium terutama terdiri dari dua bahan tertanam natrium yang berbeda (bahan katoda dan bahan anoda), elektrolit, diafragma, dan komponen utama lainnya. Selama pengisian, ion natrium dikeluarkan dari bahan katoda, melewati elektrolit, diafragma, dan akhirnya tertanam dalam bahan negatif; sementara itu, elektron mengalir dari elektroda negatif ke elektroda positif melalui sirkuit eksternal. Proses pengosongan adalah kebalikan dari proses pengisian. Dapat dilihat bahwa prinsip kerja baterai natrium ion pada dasarnya mirip dengan baterai lithium ion.
■ Baterai ion natrium menerima dukungan kebijakan
baterai ion natrium telah menerima dukungan kebijakan yang kuat dalam beberapa tahun terakhir. baterai ion natrium adalah suplemen yang efektif untuk baterai lithium, dan teknologinya telah berangsur-angsur matang dalam beberapa tahun terakhir, dengan perusahaan rantai industri secara bertahap mengirimkan jumlah kecil. China juga telah mulai mempromosikan komersialisasi baterai ion natrium, secara bertahap meningkatkan detail dan menjadikan teknologi baterai ion natrium sebagai tugas untuk lebih mempromosikan skala dan biaya rendah baterai ion natrium dan meningkatkan kinerja komprehensif.
■ Rantai industri baterai ion natrium telah selesai
Katoda: oksida berlapis memiliki kinerja keseluruhan yang baik dan menjadi arus utama
Bahan katoda utama untuk baterai ion natrium adalah oksida logam transisi dan sebagainya. Itu bahan katoda mempengaruhi kepadatan energi baterai, masa pakai baterai, dll., dan bahan katoda ion natrium yang sangat baik harus dimiliki:
(1) biaya bahan baku yang rendah, proses persiapan yang sederhana, untuk lebih memanfaatkan keuntungan dari baterai ion natrium berbiaya rendah.
(2) dengan listrik redoks, yang kondusif untuk meningkatkan kepadatan energi baterai ion natrium.
Anoda: karbon keras adalah yang paling cocok, tetapi biayanya lebih tinggi
Saat ini, baterai natrium ion lebih banyak menggunakan anoda karbon keras, karbon lunak. Sebagai salah satu komponen inti dari baterai ion natrium, bahan anoda mempengaruhi efisiensi coulomb pertama, kinerja pengganda, dan karakteristik daya tahan siklus baterai. Bahan anoda yang paling banyak diteliti untuk baterai ion natrium adalah bahan berbasis karbon. Saat ini, anoda yang dapat digunakan sebagai baterai ion natrium adalah: karbon keras, karbon lunak, graphene, dll.
Elektrolit dan aluminium foil: Elektrolit sebagian besar menggunakan pelarut ester NaPF6 +, biaya aluminium foil memiliki keunggulan
Saat ini pelarut elektrolit yang paling umum digunakan untuk baterai natrium ion adalah elektrolit ester. Sebagai bagian penting dari baterai, elektrolit adalah jembatan yang menghubungkan elektroda positif dan negatif di dalam baterai natrium ion, yang merupakan faktor utama yang mempengaruhi keamanan baterai, dan juga memainkan peran penting dalam kepadatan energi, masa pakai dan kinerja pengganda baterai. Komponen utama elektrolit ester adalah: PC, EC, DEC, dll. Strukturnya relatif stabil, tahan terhadap oksidasi dan keamanan yang tinggi.
Permintaan baterai ion natrium diperkirakan mencapai 292GW
■ Baterai ion natrium mendapatkan perhatian
Revolusi energi mendorong perluasan sumber daya energi terbarukan, dan penyimpanan energi mengantarkan pada peluang pengembangan. Penyimpanan energi adalah teknologi pendukung utama untuk revolusi energi, dan sangat dibutuhkan untuk mengatasi akses skala besar ke energi terbarukan, dan untuk meningkatkan efisiensi, keamanan, dan keekonomisan sistem tenaga listrik dan sistem energi regional.
Dengan tingginya harga lithium-ion, baterai natrium ion telah menjadi alternatif yang kuat. Dengan semakin populernya kendaraan listrik dan aplikasi penyimpanan energi skala besar, industri baterai lithium mungkin menghadapi masalah kelangkaan sumber daya lithium. Baterai natrium-ion telah menjadi titik panas untuk penelitian dalam teknologi penyimpanan energi karena sumber dayanya yang melimpah, biaya rendah, efisiensi konversi energi yang tinggi, masa pakai yang lama, dan biaya perawatan yang rendah.
■ Baterai ion natrium dapat menggantikan baterai ion litium
Penyimpanan energi elektrokimia berkembang pesat, dengan kapasitas terpasang kumulatif sebesar 297GW pada tahun 2030, yang mewakili tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 58%. Selain itu, beberapa laporan memperkirakan bahwa pada tahun 2025, pemasangan kumulatif penyimpanan energi elektrokimia dapat mencapai 40GW, dan pada tahun 2030, target puncak karbon akan tercapai, dan kapasitas terpasang tahunan pembangkit energi baru akan mempertahankan pertumbuhan tahunan rata-rata 100GW, dan kapasitas terpasang tahunan penyimpanan energi elektrokimia akan tetap di 12GW hingga 15GW, dan diharapkan pada tahun 2030, kapasitas terpasang penyimpanan energi elektrokimia akan mencapai sekitar 110GW. Kapasitas terpasang penyimpanan energi elektrokimia diperkirakan akan mencapai 52GW pada tahun 2025 dan 297GW pada tahun 2030, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 58%.
Selain itu, baterai natrium ion dapat digunakan secara luas pada kendaraan roda dua listrik dan menggantikan baterai timbal-asam. Kendaraan roda dua listrik saat ini dipengaruhi oleh tingginya harga baterai lithium, dan produksinya melambat. Baterai ion natrium, dengan keunggulan biaya, dapat menggantikan baterai lithium di satu sisi, dan dapat membantu penjualan kendaraan roda dua listrik melalui biaya rendah di sisi lain.
Baterai natrium ion diharapkan dapat menggantikan baterai timbal-asam. Karena harganya yang murah dan stabilitas yang tinggi, baterai timbal-asam telah menjadi jenis baterai utama yang digunakan pada kendaraan listrik roda dua China, dan tingkat penetrasi baterai timbal-asam mencapai 90%. Dibandingkan dengan baterai lithium, baterai timbal-asam memiliki keunggulan biaya rendah, jangkauan tinggi, dan dapat didaur ulang, tetapi bobotnya yang berat juga menjadi kelemahan baterai timbal-asam. Namun, dengan popularitas baterai natrium ion, diharapkan dapat menggantikan baterai timbal-asam.
Perusahaan-perusahaan Cina telah meletakkan baterai ion natrium-rantai industri secara bertahap terbentuk
■ CATL: Industrialisasi anoda baterai ion natrium pada tahun 2023
CATL adalah salah satu dari 10 besar produsen kapasitas terpasang baterai lifepo4 di Cina, akan merilis baterai ion natrium generasi pertama pada tahun 2021: pertama, dalam hal kepadatan energi sel tunggal, kepadatan energi baterai ion natrium CATL telah mencapai 160 Wh / kg, yang merupakan level tertinggi di antara semua baterai ion natrium; diharapkan setelah inovasi berkelanjutan, kepadatan energi baterai ion natrium generasi kedua akan melebihi 200 Wh / kg; kedua, karena resistansi internal yang kecil dari baterai ion natrium, daya baterai ion natrium dapat mencapai 80% dalam waktu 15 menit setelah pengisian daya pada suhu kamar. Kedua, karena resistansi internal baterai ion natrium yang rendah, daya baterai ion natrium dapat mencapai 80% setelah 15 menit pengisian pada suhu kamar; kami berkomitmen untuk mempromosikan industrialisasi baterai ion natrium pada tahun 2023.
■ HUA YANG: Membangun model rantai industri secara keseluruhan
HUA YANG mulai menata baterai natrium ion pada tahun 2021, dan telah membentuk rantai industri penuh. Di bidang baterai ion natrium, perusahaan telah menetapkan jalur produksi elektroda positif dan negatif, sel listrik, kemasan baterai, elektrolit, dan segmen lainnya, yang pada dasarnya membentuk seluruh rantai industri.
Pada tahun 2021, baterai ion natrium akan terus berkembang dengan mantap: HUA YANG dan Zhongkehai Sodium telah memulai uji coba produksi lini produksi baterai ion natrium pertama, yang telah meletakkan dasar yang kokoh untuk pengembangan industri baterai ion natrium berkualitas tinggi, dan diharapkan dapat bersama-sama memperluas lini produksi 2.000 ton katoda dan anoda baterai ion natrium pada tahun 2023.
■ ZEC: Keunggulan nyata dalam teknologi katoda
ZEC berfokus pada penelitian dan pengembangan bahan katoda, dan secara aktif meletakkan bahan katoda untuk baterai ion natrium untuk meningkatkan kapasitas spesifik dan mengurangi resistensi internal berdasarkan warisan keamanan tinggi dan stabilitas bersepeda. ZEC memiliki keunggulan yang signifikan atas pesaingnya dari Tiongkok di industri yang sama.
ZEC telah mengirimkan katoda baterai ion natrium dan memperluas kapasitas produksinya sebesar 100.000 ton bahan katoda. Hingga akhir Juli 2022, perusahaan telah mengirimkan 4 ton + katoda natrium dan mengirimkan sampel kepada pelanggan sebanyak 0,6475 ton.
Untuk artikel terkait lainnya, lihat aluminium foil berlapis karbon, 10 besar perusahaan baterai ion natrium di dunia, 10 besar produsen aluminium foil baterai di Cina.