En ny generation af natrium-ion-batterier er tilgængelig, og sporvogne er kommet ind i æraen med "natriumbatterier"?

November 25, 2022

For nylig frigav CATL, verdens største strømbatteriproducent, et nyt natrium-ion-batteri, der har tiltrukket sig udbredt opmærksomhed i branchen. Betyder den nye generation af natrium-ion-batterier, at nye energikøretøjer kommer ind i æraen med "natriumbatterier"?
På en kort 10-minutters online pressekonference den 29. juli demonstrerede CATL en række teknologiske innovationer inden for materialesystemet, batteriets ydeevne og strukturelle design af dets første generation af natrium-ion-batteri. Især har den enkelte celle energitæthed nået 160WH/kg, og den innovative lithium-natriummashup-batteripakke har gjort det muligt for natrium-ion-batteriteknologien, som engang var begrænset til, at markedet for energilagring, har flere anvendelige scenarier og rum . new1

Fordele ved natrium-ion-batterier

Med hensyn til natrium-ion-batteriet, der er frigivet denne gang, er de data, der er givet af Ningde Times,: Energitætheden i den enkelte celle er så høj som 160Wh/kg; Strømmen kan nå mere end 80%, når den opkræves i 15 minutter ved stuetemperatur; I et miljø med lav temperatur på -20 ° C har det også en udladningsretention på mere end 90%; Systemintegrationseffektiviteten kan nå mere end 80%; Den termiske stabilitet overstiger langt sikkerhedskravene i den nationale stærke standard.

I den foregående batteriindustri var energitætheden af en natrium-ion-battercelle kun 120WH/kg, hvilket var meget lavere end 180WH/kg lithiumjernphosphatbatterier og 240Wh/kg ternære batterier. I dag er energitætheden af CATLs nye natrium-ion-batteri kun lidt lavere end det aktuelle lithiumjernfosfatbatteri, men det har åbenlyse fordele ved ydeevne med lav temperatur og hurtig opladning, især i applikationsscenarier med høj effekt i alpine regioner. På samme tid erklærede CATL også, at energitætheden af det næste generations natrium-ion-batteri forventes at overstige 200Wh/kg.

Let at få billig "natrium", sjælden og knap "lithium"

Faktisk blev natrium-ion-batterier og lithium-ion-batterier født på samme tid, men "vækstbaggrund" er anderledes.

Da både natrium og lithium hører til alkalimetalelementerne i det første hovedgruppeelement, har de lignende kemiske egenskaber. Natrium-ion-batterier fungerer på lignende måde som lithium-ion-batterier, så det er ikke svært at erstatte dem i fremstillingsprocessen. Sammenlignet med lithiumioner er natriumioner imidlertid større i størrelse og har strengere krav med hensyn til materiel strukturel stabilitet og dynamisk ydeevne, hvilket også er den flaskehals, som natriumionbatterier er vanskelige at kommercialisere.

Imidlertid er natrium-ion-batterier understreget på dette tidspunkt, hvilket er relateret til "let tilgængelighed af natrium" og "hårdhed at finde lithium". De globale lithiumressourcer er hovedsageligt koncentreret i Sydamerika og Oceanien. Mit land har kun 5,93% af verdens lithiumressourcer reserver. De fleste af lithiumminerne er placeret i Qinghai-Tibet-platået, hvilket er vanskeligt at mine.
Sammenlignet med de knappe lithiumressourcer er natriumreserverne meget mere rigelige, og natriumressourcerne er jævnt fordelt, og prisen er meget lav. Det globale indhold af natrium kan beskrives som uudtømmeligt, "alt i havet".

Det kan siges, at udviklingen af natrium-ion-batterier ikke kun kan undgå begrænsningerne for "pris" og forsyning, når man køber effektbatterier, men også fuldt ud tjener som et supplement til lithium-ion-batterier.

Det er stadig tidlige dage til natrium-ion-batteribiler
Fra påføringsmæssigt synspunkt er natrium-ion-batterier mere omkostningseffektive end lithiumbatterier inden for energilagring. Natrium-ion-batterier er sikrere, mindre, lettere og billigere.

Natrium-ion-batterier har så mange fordele, er æraen med natrium-ion elektriske køretøjer? Svaret er negativt. På grund af det større volumen af natriumioner end lithiumioner har natrium-ion-batterier lavere energitæthed. Selvom den nye generation af natrium-ion-batterier frigivet af CATL har en energitæthed tæt på den af lithiumjernfosfat, er det langt fra de nuværende mainstream lithium-ion-batterier. I en bil, der er så kompakt som en personbil, er det vanskeligt at have ekstra plads til batteriet.

Måske vil natrium-ion-batterier blive brugt i vid udstrækning inden for felter som energilagringseffektstationer, der ikke kræver høj energitæthed.

Ifølge industriinstitutioner vil omkostningerne ved natrium-ion-batterier imidlertid være 30% lavere end for lithium-ion-batterier efter industrialisering, men energitætheden er relativt lav, så de vil ikke helt erstatte lithiumbatterier, men de er meget Sandsynligvis vil blive brugt i nye energikøretøjer med lav hastighed, er der dannet to et stort marked med hensyn til hjulkøretøjer og energilagringsstyrke.

De gunstige politikker for udvikling af natrium-ion-batterier viser også de brede udsigter til natrium-ion-batterier i energilagringsstyrke. Den 15. juli udstedte National Development and Reform Commission og National Energy Administration i fællesskab de "vejledende meninger om at fremskynde udviklingen af ny energilagring", og påpeger, at: ny energilagring er en vigtig teknologi og grundlæggende udstyr, der understøtter det nye kraftsystem , og vil fremme kulstof, der toppede i energifeltet. Spil en betydelig rolle i neutraliseringsprocessen. Det er nødvendigt at fremskynde den store demonstration af teknologier som opbevaring af svinghjulsenergi og natrium-ion-batterier.