Sodyum ve lityum piller arasındaki rekabet

Bunu, Çinli yetkililerin Anhui, Çin'deki doğal enerji depolama üssü projesinin şu anda Çin'deki en büyük sodyum pil projesi olduğunu belirten bir haber bülteni izledi.

Aynı zamanda, Çin'in araştırma enstitüsü de sodyum iyon piller için endüstri standardı hakkında yorum için bir bildirim yayınladı ve ilgili standartların hazırlanmasını teşvik etmeye devam etti.

Sodyum iyon pillerin sürekli gelişimini teşvik edecek her türlü iyi haber.

Sodyum piller ilgi görmeye başlıyor

Aslında sodyum piller yeni bir şey değil, 1970'lerde lityum iyon pil ile aynı zamanda önerildi, her ikisi de aynı prensiple çalışıyor, sadece biri sodyum iyon diğeri lityum iyon. Bununla birlikte, lityum iyon piller mükemmel performanslarıyla birçok şirket tarafından sevildi ve lityum pil endüstrisi sodyum-iyon piller 50 yıldır güçlü bir şekilde gelişirken, araştırmadan sanayileşmeye kadar durma noktasına gelmiştir.

Şimdi sodyum piller aniden dikkat çekiyor, aslında bunun başlıca nedeni eski rakibi lityum iyon pil. Karbon nötr, lityum iyon piller bağlamında, temel hammadde olan lityum karbonat arzı yetersiz, fiyatlar bu yılın Mart ayından Ağustos ayına kadar yüksek bir artış gösterdikten sonra Eylül ayında yeniden ivme kazandı ve bu yıl kümülatif fiyat artışı 80%'den fazla oldu. Hammadde fiyatlarındaki artışın devam etmesi, batarya üreticilerine ve otomobil şirketlerine büyük bir maliyet baskısı getirdi, bu nedenle ilgili işletmeler lityum karbonatın yüksek fiyatı nedeniyle endişeli hissediyor.

Sodyum pil, teorik düzeyde lityum iyon pil ile karşılaştırıldığında, toplam malzeme maliyeti 30%-40% daha düşüktür ve rezervler açısından, dünyanın sodyum kaynakları lityumdan 400 kat daha fazladır ve küresel dağılım tekdüzedir, bu da insanların ikame ışığını görmelerini sağlar.

Bununla birlikte, aslında, ister teknik düzeyde ister yukarı ve aşağı yönlü endüstri zincirinde olsun, sodyum iyon piller seri üretimin ön üretim aşamasındadır.

Bu katot malzemeleriSodyum iyon pillerin üretimi için en kritik malzeme olan sodyum iyon piller, Zhongke Haina tarafından kullanılan katmanlı metal oksit rotası, CATL tarafından kullanılan Prusya mavisi rotası ve polianyon rotası dahil olmak üzere üç teknolojik rota ile paralel olarak geliştirilmektedir.

Bunlar arasında Zhongke Haina'nın rotası teknik olarak olgunlaşmış durumda ve şu anda üretimde. Kurulu güç bataryası kapasitesine sahip ilk 10 küresel şirketten biri olan CATL, Prusya Mavisi rotasını benimsedi ve geçen yıl Temmuz ayında ilk nesil sodyumu piyasaya sürdü, ancak şu ana kadar üretime geçmedi. Polianyon rotasına gelince, Çin'de henüz hiçbir şirket yok ve Çinli üreticiler bu rotayı kullanan pilleri henüz piyasaya sürmedi, bu nedenle sanayileşme süreci ilk ikisinden çok daha az. Bu da sodyum iyon pillerin hala araştırma ve geliştirmenin erken aşamalarında olduğu ve sürekli teknik olgunluk beklenirken hangi teknoloji rotasının sonunda kazanacağının hala belirsiz olduğu anlamına geliyor.

Ayrıca, sodyum iyon piller henüz bir ön sanayi zinciri oluşturmamıştır ve bu da sodyum iyon pillerin üretim maliyetini artıracaktır.

Mevcut endüstri zincirinde destek eksikliği, ölçek etkisi eksikliği, sodyum iyonunun gerçek üretim maliyetinin 1 yuan / Wh'den fazla olduğu tahmin edilmektedir, aslında mevcut endüstri zincirinin olgun, büyük ölçekli lityum iyon pil üretiminden çok daha yüksektir. Endüstri en çok sodyum iyon pillerin düşük maliyeti konusunda endişe duymaktadır, ancak ideal durumun sadece teorik maliyeti söz konusudur.

Aynı zamanda, sodyum-iyon bataryanın dikkat çekmesi esas olarak lityum batarya hammaddelerinin fiyatındaki mevcut artıştan kaynaklandığından, lityum hammaddelerinin tedariki kolaylaştığında gelecek, sodyum bataryaların beklendiği gibi ilerleyip ilerleyemeyeceği konusunda da belirsizlik var.

Sodyumun lityumun yerini tamamen alması olası değildir

Teorik olarak sodyum düşük maliyete ve yüksek rezervlere sahiptir ve henüz seri üretimin arifesinde olsa da zaman içinde rüştünü ispatlaması muhtemeldir. Peki o zamana kadar sodyum tamamen lityumun yerini almış olacak mı?

Cevabım hayır.

Güç bataryalarının en çok endişe duyulan performansı olan enerji yoğunluğunda, mevcut sodyum bataryanın bariz eksiklikleri vardır.

Geçtiğimiz Temmuz ayında CATL, yönetim için aynı pil sistemini kullanan iki pilden oluşan lityum-sodyum hibrid pil paketinin piyasaya sürülmesiyle eşzamanlı olarak ilk nesil sodyum iyon pilleri piyasaya sürdü.

Şu anda, bir güç bataryası olarak, lityum demir fosfat batarya enerji yoğunluğu 120Wh/kg ila 200Wh/kg, üçlü lityum batarya hücresi enerji yoğunluğu 200Wh/kg ila 350Wh/kg iken, sodyum batarya hücresi enerji yoğunluğu 100Wh/kg ila 0Wh/kg arasındadır ve aradaki fark çok açıktır.

Peki sodyum pil teknolojisinin daha da olgunlaşmasıyla aradaki fark daraltılabilir mi? Bu da imkansızdır ve sodyum iyonunun doğuştan gelen özellikleri tarafından belirlenir, herhangi bir değişim olasılığı yoktur. Lityum iyonu ve sodyum iyonu farklı element özelliklerine sahiptir, bu da sodyum iyonu pillerin enerji yoğunluğunun üst sınırını belirler ve bu sınır her zaman lityum iyonu pillerin enerji yoğunluğunun üst sınırından daha düşük olacaktır.

Enerji yoğunluğundaki doğal boşluk, yeni enerji araçlarında güç bataryası olarak kullanıldığında, aynı ağırlıktaki sodyum iyon bataryaların, aynı ağırlıktaki lityum iyon bataryalardan her zaman çok daha az menzil sağlayabileceği anlamına gelir; bu da sodyumun güç bataryaları alanında lityumun yerini alamayacağını belirler.

Sodyum iyon ve lityum piller daha tamamlayıcıdır

Güvenlik açısından, sodyum piller lityum iyon pillerden daha iyidir, bunun nedeni sodyum pillerin lityum pillere göre yüksek iç direncidir, bu nedenle kısa devre durumunda geçici ısı üretimi daha azdır, sıcaklık artışı daha düşüktür, termal kaçak sıcaklığı lityum pillerden daha yüksektir ve daha yüksek güvenlik sağlar.

Aynı zamanda, lityum piller düşük sıcaklıklarda şarj edildiğinde lityum iyonlarını çökeltirken, sodyum piller çökelmez, bu nedenle sodyum iyon piller daha geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına sahiptir. Sodyum, -40 ℃ ila 80 ℃ sıcaklık aralığında normal olarak çalışabilir ve kapasite tutma oranı -20 ℃'de yaklaşık 90%'dir, bu nedenle yüksek ve düşük sıcaklık performansı lityum iyon pilden daha iyidir.

Yüksek güvenlik ve daha geniş çalışma sıcaklığı aralığının yanı sıra düşük maliyet, aslında enerji depolama için daha uygundur. Enerji depolama pilleri, güç pilleri gibi yüksek enerji yoğunluğu gerektirmez ve güvenlik ve ekonomiye daha fazla önem verir ve daha geniş bir çalışma sıcaklığı aralığı gerektiren farklı enlemlerin iklim koşullarına uyum sağlamak daha iyidir.

Bu nedenle, gelecekte, sodyum-iyon pil teknolojisinin olgunlaşmasıyla, güç pil endüstrisinde, sodyum-iyon pil ve lityum-iyon pil durumunun sonunda ortak bir gelişme göstermesi kaçınılmazdır.