For nylig stiller flere og flere kunder os det spørgsmål, om natrium-ion-batteri erstatte lithium-batteri i fremtiden. Hvad er den største forskel på natrium-ion-batteri og lithium-batteri? Her forklarer vi i detaljer.
Som CATLs offentlige konference om natriumionbatterier kommer natriumionbatteriets æra. Nu forventes CATL at fremskynde industrialiseringen af natriumionbatterier og delvist erstatte jern-lithium-batterier i fremtiden.
Hvad er et natriumionbatteri? Hvad er dets fordele og ulemper, og dets fremtidige anvendelsesmuligheder? Følgende er vores dom:
1) Natriumionbatteri er ikke en ny teknologi, der er ingen såkaldt "gennembrud" innovation, mere er det teknologisk iteration;
2) Natrium-ion-batterier har tydelige fordele og ulemper, enorme ressourcer og omkostningsfordele, som gør, at de forventes at have gode anvendelsesmuligheder inden for energilagring, elektriske tohjulede køretøjer og A00-klasse lavhastighedskøretøjer. Den lave energitæthed gør det imidlertid vanskeligt at udskifte bilbatterier med høj udholdenhed (medmindre energitætheden af næste generations natriumion-batterier kan overstige 200Wh/kg);
3) I betragtning af, at natriumreserver er mere rigelige end lithium, bør virksomheder være behørigt opmærksomme på den strategiske betydning af natriumbatterier som en teknisk reserve for at sikre energisikkerhed.
1. Hvad er et natriumionbatteri?
Forskningen på natriumion-batterier kan spores tilbage til 1970'erne. I de seneste 10 år har relateret forskning indvarslet en udblæsning, og industrien er begyndt at lægge ud. I lighed med lithium-ion-batteri-gyngestolens arbejdsprincip, er natrium-ion-batteriet afhængig af bevægelsen af natriumioner mellem de positive og negative elektroder for at fungere.
Den største forskel mellem natriumionbatteri og lithiumbatteri er katodematerialet:
1) Natriumionbatteri anvender NaCuFeMnO/blødt kulstofsystem vs. lithiumjernfosfat/grafitsystem;
2) Vælg kulstofbaserede materialer, overgangsmetaloxider, legeringsmaterialer osv. til den negative elektrode;
3) Vælg natriumsalt såsom natriumhexafluorphosphat vs. lithiumbatteri som elektrolyt;
4) Anodestrømaftageren er aluminiumsfolie vs lithium kobberfolie.
Med hensyn til fremstilling og produktionsudstyr har natriumionbatterier og lithiumbatterier høj kompatibilitet.
Hvad er udviklingen af natrium-ion-batterier?
Siden 2021 er den høje vækst i den globale batteriefterspørgsel begyndt at stå over for spørgsmålet om lithiumressourcebegrænsninger. Vinddata, pr. 2021/07/20 er prisen på lithiumcarbonat steget med 66% i år, og lithiumhydroxid er steget med 96%.
Sammenlignet med lithiumressourcer er natriumressourcer rige på reserver og udbredt, så natriumbatterier vil have en større omkostningsfordel efter kommerciel brug i stor skala.
2. Sammenlign fordele og ulemper ved lithium-batterier og udvikle natrium-ion-batterier
Sammenlignet med lithiumbatterier har natriumionbatterier følgende fordele:
1) Rigelige ressourcer, natriumionskorpens overflod af hovedladningsbæreren for natriumionbatterier er omkring 2,36%, hvilket er meget højere end 0,002% af lithiumion;
2) Omkostningerne er lavere. Katodematerialeomkostningerne for natriumionbatterier (NaCuFeMnO/blødt kulstofsystem) er kun 40% af katodematerialeomkostningerne for lithiumionbatterier (lithiumjernphosphat/grafitsystem);
3) Mere sikkert, natriumionbatteriet har relativt stabil elektrokemisk ydeevne.
Ulemper ved lithiumbatteri og natriumionbatteri:
1) Energitætheden er lav. Den nuværende enkeltenergitæthed for natrium-ion battericeller er kun 120Wh/kg, hvilket er væsentligt lavere end de 180Wh/kg for lithiumjernfosfatbatterier og de ternære 240Wh/kg.
2) Cykluslevetiden er relativt kort. De nuværende cyklustider for natriumion-batterier er op til omkring 1500 gange, hvilket er væsentligt lavere end 6000 gange for lithium-jernfosfat-batterier og 3000 gange for NMC-batterier.
3) Den industrielle kæde er stadig ufuldkommen. Da ingeniørudstyr og forsyningskædeunderstøttende faciliteter endnu ikke er blevet dannet, er de nuværende produktionsomkostninger højere end for lithiumbatterier.
3. Natrium-ion-batterier har snesevis af milliarder af markedsplads
Gennem ovenstående analyse vil det blive konstateret, at natriumion-batterier har meget tydelige fordele og ulemper.
Enorme ressourcer og omkostningsfordele gør, at det forventes at have brede anvendelsesmuligheder inden for energilagring, elektriske tohjulede køretøjer og biler i A00-klassen. Den lave energitæthed har imidlertid ført til en lav grad af matchning med de langsigtede udholdenhedskrav for nye energikøretøjer.
CITIC Securities mener, at natriumionbatterier i kraft af sine omkostningsfordele forventes at blive kommercialiseret i energilagring, entreprenørmaskiner, kommunikationsbasestationer, tohjulede køretøjer og andre scenarier med lavere energitæthedskrav. Teknologi udgør et vist supplement.
Everbright Securities mener, at natrium-ion-batterier har gode anvendelsesmuligheder inden for energilagring, elektriske tohjulede biler og A00-klasse biler. Det anslås, at indenlandsk energilagerbehov i 2025 er 48GWh, tohjulede biler kræver 41GWh, og biler i A00-klassen kræver 34GWh. På nuværende tidspunkt bruger disse tre scenarier hovedsageligt lithiumjernfosfatbatterier. Hvis industrialiseringen af natrium-ion-batterier skrider frem, vil jern-lithium-batterier blive udskiftet.
Nu flere og flere virksomheder depoly natriumion batteri forskning og kommercialisering.VTC Power også jagte skridtet og investere milliarder af RMB i natriumion batteriet til det fremtidige marked.
VTC Power Co., LTD, Natrium-ion-batteri, lithium-batteri, lithium-ion-batteri, lifepo4-batteri, energilagringsbatteri, EV-batteri
