Аналіз галузі натрій-іонних акумуляторів

Іонно-натрієвий акумулятор має очевидні переваги

Переваги низької вартості та багатих ресурсів

З точки зору ресурсів, іонно-натрієвий акумулятор має більшу перевагу, ніж літій-іонні акумулятори.

Структура і принцип роботи іонно-натрієвого акумулятора схожі на структуру і принцип роботи літієвих акумуляторів. Іонно-натрієвий акумулятор в основному складається з двох різних натрієвих матеріалів (катодні матеріали та анодного матеріалу), електроліту, діафрагми та інших ключових компонентів. Під час заряджання іони натрію видаляються з матеріалу катода, проходять через електроліт, діафрагму і, нарешті, вбудовуються в негативний матеріал; тим часом електрони течуть від негативного до позитивного електрода через зовнішній ланцюг. Процес розрядки протилежний процесу зарядки. Видно, що принцип роботи натрій-іонного акумулятора в основному схожий на принцип роботи літій-іонного акумулятора.

■ Іонно-натрієві акумулятори отримують політичну підтримку

Іонний акумулятор натрію отримав потужну політичну підтримку в останні роки. іонний акумулятор натрію є ефективним доповненням до літієвих батарей, і технологія поступово дозрівала в останні роки, а галузеві мережеві компанії поступово відвантажували невеликі кількості. Китай також почав сприяти комерціалізації іонного акумулятора натрію, поступово вдосконалюючи деталі та роблячи технологію іонного акумулятора натрію завданням для подальшого сприяння масштабу та низькій вартості іонного акумулятора натрію та покращення комплексної продуктивності.

■ Ланцюжок виробництва іонно-натрієвих акумуляторів завершено

Катод: шаруваті оксиди мають хороші загальні характеристики і стають основними

Основними катодними матеріалами для іонно-натрієвих акумуляторів є оксиди перехідних металів тощо. The катодні матеріали впливають на щільність енергії акумулятора, тривалість циклу і т.д., тому катодний матеріал з іонами натрію повинен мати відмінну якість:

(1) низька вартість сировини, простий процес підготовки, щоб краще використовувати переваги низької вартості іонно-натрієвої батареї.

(2) з окислювально-відновною електрикою, що сприяє підвищенню щільності енергії іонно-натрієвого акумулятора.

Анод: твердий вуглець є найбільш підходящим, але його вартість вища

В даний час в іонно-натрієвих акумуляторах використовується більше анодів з твердого вуглецю, м'якого вуглецю. Як один з основних компонентів іонно-натрієвого акумулятора, матеріал анода впливає на першу кулонівську ефективність, продуктивність мультиплікатора та характеристики витривалості циклу акумулятора. Найбільш дослідженими анодними матеріалами для іонно-натрієвих акумуляторів є матеріали на основі вуглецю. В даний час аноди, які можуть бути використані в якості іонно-натрієвих акумуляторів: твердий вуглець, м'який вуглець, графен тощо.

Електроліт та алюмінієва фольга: Електроліт в основному використовує ефірний розчинник NaPF6+, вартість алюмінієвої фольги має переваги

В даний час найбільш часто використовуваним розчинником електроліту для іонно-натрієвих акумуляторів є складний ефір. Як важлива частина акумулятора, електроліт є мостом, що з'єднує позитивний і негативний електроди всередині іонно-натрієвого акумулятора, що є основним фактором, який впливає на безпеку акумулятора, а також відіграє важливу роль у щільності енергії, тривалості циклу і продуктивності мультиплікатора акумулятора. Основними компонентами складного ефірного електроліту є: PC, EC, DEC тощо. Структура відносно стабільна, стійка до окислення і відрізняється високою безпекою.

Очікується, що попит на натрій-іонні акумулятори складе 292 ГВт

■ Іонно-натрієві акумулятори привертають увагу

Енергетична революція сприяє розширенню використання відновлюваних джерел енергії, а зберігання енергії відкриває можливості для розвитку. Зберігання енергії є ключовою технологією підтримки енергетичної революції і є нагальною потребою для забезпечення широкомасштабного доступу до відновлюваних джерел енергії, а також для підвищення ефективності, безпеки та економічності енергосистем і регіональних енергосистем.

Зважаючи на високу ціну літій-іонних акумуляторів, іонно-натрієві батареї стали потужною альтернативою. З популяризацією електромобілів і великомасштабних систем зберігання енергії, Промисловість літієвих батарей може зіткнутися з проблемою дефіциту літієвих ресурсів. Натрій-іонні акумулятори стали гарячою точкою для досліджень у галузі технологій зберігання енергії завдяки їхнім великим ресурсам, низькій вартості, високій ефективності перетворення енергії, тривалому терміну служби та низьким витратам на обслуговування.

■ Іонно-натрієві акумулятори можуть замінити літій-іонні батареї

Електрохімічні накопичувачі енергії швидко зростають, і до 2030 року їхня сукупна встановлена потужність досягне 297 ГВт, що становить сукупний річний темп приросту 581ТП3Т. Крім того, за деякими прогнозами, до 2025 року сукупна встановлена потужність електрохімічних накопичувачів енергії може досягти 40 ГВт, а до 2030 року буде досягнута ціль вуглецевого піку, річна встановлена потужність нової генерації енергії буде підтримувати середньорічний приріст на рівні 100 ГВт, а річна встановлена потужність електрохімічних накопичувачів енергії залишатиметься на рівні 12-15 ГВт, і очікується, що до 2030 року встановлена потужність електрохімічних накопичувачів енергії досягне близько 110 ГВт. Очікується, що встановлена потужність електрохімічних накопичувачів енергії досягне 52 ГВт у 2025 році та 297 ГВт у 2030 році, а середньорічний темп зростання складе 58%.

Крім того, іонно-натрієві акумулятори можуть широко використовуватися в електричних двоколісних транспортних засобах і замінити свинцево-кислотні акумулятори. На сучасні електричні двоколісні транспортні засоби впливає висока ціна на літієві батареї, і їх виробництво сповільнилося. Іонно-натрієвий акумулятор, маючи перевагу у вартості, може замінити літієві батареї, з одного боку, і може допомогти продажам електричних двоколісних транспортних засобів за рахунок низької вартості, з іншого боку.

Очікується, що іонно-натрієві батареї замінять свинцево-кислотні акумулятори. Завдяки низькій ціні та високій стабільності, свинцево-кислотні батареї є основним типом акумуляторів, що використовуються в китайських двоколісних електромобілях, а рівень проникнення свинцево-кислотних батарей досягає 90%. У порівнянні з літієвими батареями, свинцево-кислотні батареї мають переваги низької вартості, великого запасу ходу і можливості переробки, але велика вага також є недоліком свинцево-кислотних батарей. Однак, з ростом популярності іонно-натрієвих акумуляторів, очікується, що вони замінять свинцево-кислотні батареї.

Китайські компанії випустили іонно-натрієві акумулятори - поступово сформувався промисловий ланцюжок

■ CATL: Індустріалізація анодів для іонно-натрієвих акумуляторів у 2023 році

CATL входить до топ-10 виробники встановленої ємності батарей lifepo4 в Китаї, випустить перше покоління іонних акумуляторів натрію в 2021 році: по-перше, з точки зору щільності енергії одного елемента, щільність енергії іонного акумулятора натрію CATL досягла 160 Вт/кг, що є найвищим рівнем серед усіх іонних акумуляторів натрію; очікується, що після безперервних інновацій щільність енергії другого покоління іонного акумулятора натрію перевищить 200 Вт/кг; по-друге, завдяки невеликому внутрішньому опору іонного акумулятора натрію, потужність іонного акумулятора натрію може досягти 80% протягом 15 хвилин зарядки при кімнатній температурі. По-друге, завдяки низькому внутрішньому опору іонного акумулятора натрію, потужність іонного акумулятора натрію може досягати 80% після 15 хвилин зарядки при кімнатній температурі; ми прагнемо сприяти індустріалізації іонного акумулятора натрію в 2023 році. 

■ Хуа Ян: Побудуйте модель цілого галузевого ланцюжка

HUA YANG почала розробляти іонно-натрієві акумулятори в 2021 році і сформувала повний промисловий ланцюжок. У галузі іонно-натрієвих акумуляторів компанія розробила виробничі лінії позитивних і негативних електродів, електричних елементів, акумуляторних батарей, електролітів та інших сегментів, в основному формуючи весь промисловий ланцюжок.

У 2021 році іонний акумулятор натрію буде продовжувати стабільно розвиватися: HUA YANG та Zhongkehai Sodium розпочали дослідне виробництво першої лінії з виробництва іонних акумуляторів натрію, яка заклала міцну основу для якісного розвитку індустрії іонних акумуляторів натрію, і, як очікується, спільно розширять виробничу лінію з виробництва 2000 тонн катодів та анодів іонних акумуляторів натрію в 2023 році.

■ ZEC: Очевидна перевага катодної технології

ZEC зосереджується на дослідженні та розробці катодних матеріалів, а також активно розробляє катодні матеріали для іонно-натрієвих акумуляторів для підвищення питомої ємності та зменшення внутрішнього опору на основі успадкування високої безпеки та циклічної стабільності. ZEC має значну перевагу над своїми китайськими конкурентами в цій же галузі.

ZEC вже відвантажила катод для іонно-натрієвих батарей і розширила свої виробничі потужності на 100 000 тонн катодних матеріалів. Станом на кінець липня 2022 року компанія відвантажила понад 4 тонни натрієвого катода і відправила клієнтам зразки загальною вагою 0,6475 тонни.

Більше статей на цю тему див. алюмінієва фольга з вуглецевим покриттям, топ-10 компаній, що виробляють іонно-натрієві акумулятори у світі, топ-10 виробники алюмінієвої фольги для акумуляторів в Китаї.