최근 리튬 자원 부족으로 인해 리튬 이온 배터리의 가격이 상승하면서 대규모 에너지 저장 장치에 적용하는 데 한계가 있습니다. 따라서 원료가 풍부하고 가격이 저렴한 나트륨이 다시 한 번 과학자들의 관심을 끌고 있습니다.
목차
나트륨 이온 배터리는 분명한 장점이 있습니다.
저렴한 비용과 풍부한 리소스의 장점
리소스 측면에서, 나트륨 이온 배터리 는 리튬 이온 배터리보다 더 큰 장점이 있습니다.
나트륨 이온 배터리의 구조와 원리는 리튬 배터리와 유사합니다. 나트륨 이온 배터리는 주로 두 가지 다른 나트륨 내장 물질로 구성됩니다(음극 재료 및 양극재), 전해질, 다이어프램 및 기타 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 충전하는 동안 나트륨 이온은 음극 물질에서 제거되어 전해질, 다이어프램을 통과한 후 최종적으로 음극 물질에 묻히고, 전자는 외부 회로를 통해 음극에서 양극으로 흐릅니다. 방전 과정은 충전 과정과 반대입니다. 나트륨 이온 배터리의 작동 원리는 기본적으로 리튬 이온 배터리의 작동 원리와 유사하다는 것을 알 수 있습니다.
■ 나트륨 이온 배터리 정책 지원
나트륨 이온 배터리는 최근 몇 년 동안 강력한 정책 지원을 받았습니다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 배터리의 효과적인 보충제이며 최근 몇 년 동안 기술이 점차 성숙해졌으며 산업 체인 회사는 점차 소량을 출하하고 있습니다. 중국은 또한 나트륨 이온 배터리의 상용화를 촉진하기 시작하여 점차 세부 사항을 개선하고 나트륨 이온 배터리 기술을 나트륨 이온 배터리의 규모와 저비용을 더욱 촉진하고 포괄적 인 성능을 향상시키는 과제로 삼았습니다.
■ 나트륨 이온 배터리 산업 체인이 완성되었습니다.
음극: 층상 산화물은 전반적인 성능이 우수하며 주류가 되고 있습니다.
나트륨 이온 배터리의 주요 음극 재료는 전이 금속 산화물 등입니다. 전이 금속 산화물은 음극 재료 는 배터리 에너지 밀도, 사이클 수명 등에 영향을 미치므로 우수한 나트륨 이온 음극 소재를 사용해야 합니다:
(1) 저렴한 원자재 비용, 간단한 준비 과정, 나트륨 이온 배터리의 저렴한 비용의 장점을 더 잘 활용합니다.
(2) 산화 환원 전기로 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도를 향상시키는 데 도움이 됩니다.
양극: 경질 탄소가 가장 적합하지만 비용이 더 높습니다.
현재 나트륨 이온 배터리의 음극은 경질 탄소, 연질 탄소가 더 많이 사용됩니다. 나트륨 이온 배터리의 핵심 구성 요소 중 하나인 음극 소재는 배터리의 첫 번째 쿨롱 효율, 승수 성능 및 사이클 내구성 특성에 영향을 미칩니다. 나트륨 이온 배터리를 위해 가장 많이 연구된 음극재는 탄소 기반 소재입니다. 현재 나트륨 이온 배터리로 사용할 수 있는 음극은 경질 탄소, 연질 탄소, 그래핀 등입니다.
전해질 및 알루미늄 호일: 전해질은 주로 NaPF6+ 에스테르 용매를 사용하며 알루미늄 호일 비용은 다음과 같은 장점이 있습니다.
현재 나트륨 이온 배터리에 가장 일반적으로 사용되는 전해질 용매는 에스테르 전해질입니다. 전해질은 배터리의 중요한 부분으로 나트륨 이온 배터리 내부의 양극과 음극을 연결하는 다리 역할을 하며 배터리의 안전성에 영향을 미치는 주요 요인이며 배터리의 에너지 밀도, 사이클 수명 및 승수 성능에도 중요한 역할을 합니다. 에스테르 전해질의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다: PC, EC, DEC 등입니다. 구조가 비교적 안정적이고 산화에 강하며 안전성이 높습니다.
나트륨 이온 배터리 수요는 292GW로 예상됩니다.
■ 나트륨 이온 배터리가 주목받는 이유
에너지 혁명은 재생 에너지 자원의 확대를 주도하고 있으며, 에너지 저장은 개발 기회를 열어줍니다. 에너지 저장은 에너지 혁명의 핵심 지원 기술이며, 재생 에너지에 대한 대규모 접근을 해결하고 전력 시스템과 지역 에너지 시스템의 효율성, 안전성 및 경제성을 개선하는 데 시급히 필요합니다.
리튬 이온의 높은 가격으로 인해 나트륨 이온 배터리가 강력한 대안이 되었습니다. 전기 자동차 및 대규모 에너지 저장 애플리케이션의 대중화와 함께, 리튬 배터리 산업 리튬 자원 부족 문제에 직면할 수 있습니다. 나트륨 이온 배터리는 풍부한 자원, 저렴한 비용, 높은 에너지 변환 효율, 긴 수명, 낮은 유지 보수 비용으로 인해 에너지 저장 기술 연구의 핫스팟이 되었습니다.
■ 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있습니다.
전기화학 에너지 저장장치는 빠르게 성장하고 있으며 2030년까지 누적 설치 용량은 297GW로 연평균 58%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 또한 일부 보고서는 2025년까지 전기 화학 에너지 저장의 누적 설치 용량이 40GW에 도달하고 2030년까지 탄소 피크 목표를 달성 할 것으로 예상하고 있으며, 신규 에너지 발전의 연간 설치 용량은 연평균 100GW의 성장을 유지하고 전기 화학 에너지 저장의 연간 설치 용량은 12GW ~ 15GW를 유지하여 2030년까지 전기 화학 에너지 저장의 설치 용량은 약 110GW에 도달 할 것으로 예상하고 있습니다. 전기 화학 에너지 저장의 설치 용량은 2025년 52GW, 2030년 297GW에 달할 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 58%에 달할 것으로 전망됩니다.
또한 나트륨 이온 배터리는 전기 이륜차에 널리 사용되어 납축 배터리를 대체할 수 있습니다. 현재 전기 이륜차는 리튬 배터리의 높은 가격의 영향을 받아 생산이 둔화되었습니다. 비용의 장점을 가진 나트륨 이온 배터리는 한편으로는 리튬 배터리를 대체 할 수 있고 다른 한편으로는 저렴한 비용으로 전기 이륜차 판매에 도움이 될 수 있습니다.
나트륨 이온 배터리가 납축 배터리를 대체할 것으로 예상됩니다. 저렴한 가격과 높은 안정성으로 인해 납축 배터리는 중국의 이륜 전기 자동차에 사용되는 주요 배터리 유형이었으며 납축 배터리의 보급률은 90%에 이릅니다. 리튬 배터리에 비해 납축 배터리는 저렴한 비용, 높은 주행 거리, 재활용성이라는 장점이 있지만 무거운 무게는 납축 배터리의 단점이기도 합니다. 하지만 나트륨 이온 배터리의 인기가 높아지면서 납축 배터리를 대체할 것으로 예상됩니다.
중국 기업들은 나트륨 이온 배터리를 배치했습니다-산업 체인이 점차 형성되었습니다.
■ CATL: 2023년 나트륨 이온 배터리 음극의 산업화
CATL은 상위 10위 중 하나입니다. 라이프포4 배터리 설치 용량 제조업체 는 2021년에 1세대 나트륨 이온 배터리를 출시할 예정입니다: 첫째, 단일 셀의 에너지 밀도 측면에서 CATL의 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도는 모든 나트륨 이온 배터리 중 최고 수준인 160Wh/kg에 도달했으며, 지속적인 혁신 후 2세대 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도는 200Wh/kg을 초과할 것으로 예상되며, 둘째, 나트륨 이온 배터리의 내부 저항이 작기 때문에 실온에서 충전 15분 이내에 80%의 전력에 도달할 수 있으며, 나트륨 이온 배터리의 전력은 실온에서 15분 충전 후 80%에 도달할 수 있습니다. 둘째, 나트륨 이온 배터리의 낮은 내부 저항으로 인해 나트륨 이온 배터리의 전력은 실온에서 15 분 충전 후 80%에 도달 할 수 있으며 2023 년에 나트륨 이온 배터리의 산업화를 촉진하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
■ HUA YANG: 전체 산업 체인 모델 구축
화양은 2021년에 나트륨 이온 배터리를 배치하기 시작했고, 전체 산업 체인을 형성했습니다. 나트륨 이온 배터리 분야에서 회사는 양극 및 음극, 전기 전지, 배터리 팩, 전해질 및 기타 세그먼트의 생산 라인을 배치하여 기본적으로 전체 산업 체인을 형성했습니다.
2021년에도 나트륨 이온 배터리는 꾸준히 발전할 것입니다: 화양과 중커하이 나트륨은 첫 번째 나트륨 이온 배터리 생산 라인의 시험 생산을 시작하여 나트륨 이온 배터리 산업의 고품질 발전을위한 견고한 기반을 마련했으며 2023 년에 2,000 톤의 나트륨 이온 배터리 음극 및 양극 생산 라인을 공동으로 확장 할 것으로 예상됩니다.
■ ZEC: 음극 기술의 확실한 이점
ZEC는 양극재 연구 개발에 주력하고 있으며, 높은 안전성과 사이클링 안정성을 계승하여 비 용량을 개선하고 내부 저항을 줄이기 위해 나트륨 이온 배터리용 양극재를 적극적으로 배치하고 있습니다. ZEC는 동종 업계에서 중국 경쟁사보다 상당한 우위를 점하고 있습니다.
ZEC는 이미 나트륨 이온 배터리 양극재를 출하하고 양극재 생산 능력을 10만 톤까지 확장했습니다. 2022년 7월 말 기준으로 4톤 이상의 나트륨 양극재를 출하했으며, 총 0.6475톤의 샘플을 고객에게 보냈습니다.
나트륨 이온 배터리 산업 분석
나트륨 이온 배터리는 분명한 장점이 있습니다.
저렴한 비용과 풍부한 리소스의 장점
리소스 측면에서, 나트륨 이온 배터리 는 리튬 이온 배터리보다 더 큰 장점이 있습니다.
나트륨 이온 배터리의 구조와 원리는 리튬 배터리와 유사합니다. 나트륨 이온 배터리는 주로 두 가지 다른 나트륨 내장 물질로 구성됩니다(음극 재료 및 양극재), 전해질, 다이어프램 및 기타 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 충전하는 동안 나트륨 이온은 음극 물질에서 제거되어 전해질, 다이어프램을 통과한 후 최종적으로 음극 물질에 묻히고, 전자는 외부 회로를 통해 음극에서 양극으로 흐릅니다. 방전 과정은 충전 과정과 반대입니다. 나트륨 이온 배터리의 작동 원리는 기본적으로 리튬 이온 배터리의 작동 원리와 유사하다는 것을 알 수 있습니다.
■ 나트륨 이온 배터리 정책 지원
나트륨 이온 배터리는 최근 몇 년 동안 강력한 정책 지원을 받았습니다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 배터리의 효과적인 보충제이며 최근 몇 년 동안 기술이 점차 성숙해졌으며 산업 체인 회사는 점차 소량을 출하하고 있습니다. 중국은 또한 나트륨 이온 배터리의 상용화를 촉진하기 시작하여 점차 세부 사항을 개선하고 나트륨 이온 배터리 기술을 나트륨 이온 배터리의 규모와 저비용을 더욱 촉진하고 포괄적 인 성능을 향상시키는 과제로 삼았습니다.
■ 나트륨 이온 배터리 산업 체인이 완성되었습니다.
음극: 층상 산화물은 전반적인 성능이 우수하며 주류가 되고 있습니다.
나트륨 이온 배터리의 주요 음극 재료는 전이 금속 산화물 등입니다. 전이 금속 산화물은 음극 재료 는 배터리 에너지 밀도, 사이클 수명 등에 영향을 미치므로 우수한 나트륨 이온 음극 소재를 사용해야 합니다:
(1) 저렴한 원자재 비용, 간단한 준비 과정, 나트륨 이온 배터리의 저렴한 비용의 장점을 더 잘 활용합니다.
(2) 산화 환원 전기로 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도를 향상시키는 데 도움이 됩니다.
양극: 경질 탄소가 가장 적합하지만 비용이 더 높습니다.
현재 나트륨 이온 배터리의 음극은 경질 탄소, 연질 탄소가 더 많이 사용됩니다. 나트륨 이온 배터리의 핵심 구성 요소 중 하나인 음극 소재는 배터리의 첫 번째 쿨롱 효율, 승수 성능 및 사이클 내구성 특성에 영향을 미칩니다. 나트륨 이온 배터리를 위해 가장 많이 연구된 음극재는 탄소 기반 소재입니다. 현재 나트륨 이온 배터리로 사용할 수 있는 음극은 경질 탄소, 연질 탄소, 그래핀 등입니다.
전해질 및 알루미늄 호일: 전해질은 주로 NaPF6+ 에스테르 용매를 사용하며 알루미늄 호일 비용은 다음과 같은 장점이 있습니다.
현재 나트륨 이온 배터리에 가장 일반적으로 사용되는 전해질 용매는 에스테르 전해질입니다. 전해질은 배터리의 중요한 부분으로 나트륨 이온 배터리 내부의 양극과 음극을 연결하는 다리 역할을 하며 배터리의 안전성에 영향을 미치는 주요 요인이며 배터리의 에너지 밀도, 사이클 수명 및 승수 성능에도 중요한 역할을 합니다. 에스테르 전해질의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다: PC, EC, DEC 등입니다. 구조가 비교적 안정적이고 산화에 강하며 안전성이 높습니다.
나트륨 이온 배터리 수요는 292GW로 예상됩니다.
■ 나트륨 이온 배터리가 주목받는 이유
에너지 혁명은 재생 에너지 자원의 확대를 주도하고 있으며, 에너지 저장은 개발 기회를 열어줍니다. 에너지 저장은 에너지 혁명의 핵심 지원 기술이며, 재생 에너지에 대한 대규모 접근을 해결하고 전력 시스템과 지역 에너지 시스템의 효율성, 안전성 및 경제성을 개선하는 데 시급히 필요합니다.
리튬 이온의 높은 가격으로 인해 나트륨 이온 배터리가 강력한 대안이 되었습니다. 전기 자동차 및 대규모 에너지 저장 애플리케이션의 대중화와 함께, 리튬 배터리 산업 리튬 자원 부족 문제에 직면할 수 있습니다. 나트륨 이온 배터리는 풍부한 자원, 저렴한 비용, 높은 에너지 변환 효율, 긴 수명, 낮은 유지 보수 비용으로 인해 에너지 저장 기술 연구의 핫스팟이 되었습니다.
■ 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있습니다.
전기화학 에너지 저장장치는 빠르게 성장하고 있으며 2030년까지 누적 설치 용량은 297GW로 연평균 58%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 또한 일부 보고서는 2025년까지 전기 화학 에너지 저장의 누적 설치 용량이 40GW에 도달하고 2030년까지 탄소 피크 목표를 달성 할 것으로 예상하고 있으며, 신규 에너지 발전의 연간 설치 용량은 연평균 100GW의 성장을 유지하고 전기 화학 에너지 저장의 연간 설치 용량은 12GW ~ 15GW를 유지하여 2030년까지 전기 화학 에너지 저장의 설치 용량은 약 110GW에 도달 할 것으로 예상하고 있습니다. 전기 화학 에너지 저장의 설치 용량은 2025년 52GW, 2030년 297GW에 달할 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 58%에 달할 것으로 전망됩니다.
또한 나트륨 이온 배터리는 전기 이륜차에 널리 사용되어 납축 배터리를 대체할 수 있습니다. 현재 전기 이륜차는 리튬 배터리의 높은 가격의 영향을 받아 생산이 둔화되었습니다. 비용의 장점을 가진 나트륨 이온 배터리는 한편으로는 리튬 배터리를 대체 할 수 있고 다른 한편으로는 저렴한 비용으로 전기 이륜차 판매에 도움이 될 수 있습니다.
나트륨 이온 배터리가 납축 배터리를 대체할 것으로 예상됩니다. 저렴한 가격과 높은 안정성으로 인해 납축 배터리는 중국의 이륜 전기 자동차에 사용되는 주요 배터리 유형이었으며 납축 배터리의 보급률은 90%에 이릅니다. 리튬 배터리에 비해 납축 배터리는 저렴한 비용, 높은 주행 거리, 재활용성이라는 장점이 있지만 무거운 무게는 납축 배터리의 단점이기도 합니다. 하지만 나트륨 이온 배터리의 인기가 높아지면서 납축 배터리를 대체할 것으로 예상됩니다.
중국 기업들은 나트륨 이온 배터리를 배치했습니다-산업 체인이 점차 형성되었습니다.
■ CATL: 2023년 나트륨 이온 배터리 음극의 산업화
CATL은 상위 10위 중 하나입니다. 라이프포4 배터리 설치 용량 제조업체 는 2021년에 1세대 나트륨 이온 배터리를 출시할 예정입니다: 첫째, 단일 셀의 에너지 밀도 측면에서 CATL의 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도는 모든 나트륨 이온 배터리 중 최고 수준인 160Wh/kg에 도달했으며, 지속적인 혁신 후 2세대 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도는 200Wh/kg을 초과할 것으로 예상되며, 둘째, 나트륨 이온 배터리의 내부 저항이 작기 때문에 실온에서 충전 15분 이내에 80%의 전력에 도달할 수 있으며, 나트륨 이온 배터리의 전력은 실온에서 15분 충전 후 80%에 도달할 수 있습니다. 둘째, 나트륨 이온 배터리의 낮은 내부 저항으로 인해 나트륨 이온 배터리의 전력은 실온에서 15 분 충전 후 80%에 도달 할 수 있으며 2023 년에 나트륨 이온 배터리의 산업화를 촉진하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
■ HUA YANG: 전체 산업 체인 모델 구축
화양은 2021년에 나트륨 이온 배터리를 배치하기 시작했고, 전체 산업 체인을 형성했습니다. 나트륨 이온 배터리 분야에서 회사는 양극 및 음극, 전기 전지, 배터리 팩, 전해질 및 기타 세그먼트의 생산 라인을 배치하여 기본적으로 전체 산업 체인을 형성했습니다.
2021년에도 나트륨 이온 배터리는 꾸준히 발전할 것입니다: 화양과 중커하이 나트륨은 첫 번째 나트륨 이온 배터리 생산 라인의 시험 생산을 시작하여 나트륨 이온 배터리 산업의 고품질 발전을위한 견고한 기반을 마련했으며 2023 년에 2,000 톤의 나트륨 이온 배터리 음극 및 양극 생산 라인을 공동으로 확장 할 것으로 예상됩니다.
■ ZEC: 음극 기술의 확실한 이점
ZEC는 양극재 연구 개발에 주력하고 있으며, 높은 안전성과 사이클링 안정성을 계승하여 비 용량을 개선하고 내부 저항을 줄이기 위해 나트륨 이온 배터리용 양극재를 적극적으로 배치하고 있습니다. ZEC는 동종 업계에서 중국 경쟁사보다 상당한 우위를 점하고 있습니다.
ZEC는 이미 나트륨 이온 배터리 양극재를 출하하고 양극재 생산 능력을 10만 톤까지 확장했습니다. 2022년 7월 말 기준으로 4톤 이상의 나트륨 양극재를 출하했으며, 총 0.6475톤의 샘플을 고객에게 보냈습니다.
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