Recientemente, cada vez más clientes nos preguntan si la batería de iones de sodio reemplazará a la batería de litio en el futuro. ¿Cuál es la principal diferencia entre la batería de iones de sodio y la batería de litio? Aquí lo explicamos en detalle.
Como conferencia pública sobre baterías de iones de sodio de CATL, se acerca la era de las baterías de iones de sodio. Ahora se espera que CATL acelere la industrialización de las baterías de iones de sodio y reemplace parcialmente las baterías de hierro-litio en el futuro.
¿Qué es una batería de iones de sodio? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas y sus perspectivas de aplicación futura? Nuestro juicio es el siguiente:
1) La batería de iones de sodio no es una tecnología nueva, no existe la llamada innovación "revolucionaria", más bien es una iteración tecnológica;
2) Las baterías de iones de sodio tienen distintas ventajas y desventajas, enormes recursos y ventajas de costos, lo que hace que se espere que tengan buenas perspectivas de aplicación en los campos del almacenamiento de energía, vehículos eléctricos de dos ruedas y vehículos de baja velocidad clase A00. Sin embargo, la baja densidad de energía dificulta el reemplazo de las baterías de automóviles de alta resistencia (a menos que la densidad de energía de las baterías de iones de sodio de próxima generación pueda exceder los 200 Wh/kg);
3) Teniendo en cuenta que las reservas de sodio son más abundantes que las de litio, las empresas deben prestar la debida atención a la importancia estratégica de las baterías de sodio como reserva técnica para garantizar la seguridad energética.
1. ¿Qué es una batería de iones de sodio?
La investigación sobre las baterías de iones de sodio se remonta a la década de 1970. En los últimos 10 años, la investigación relacionada ha marcado el comienzo de una explosión y la industria ha comenzado a desarrollarse. De manera similar al principio de funcionamiento de la mecedora de la batería de iones de litio, la batería de iones de sodio depende del movimiento de los iones de sodio entre los electrodos positivo y negativo para funcionar.
La mayor diferencia entre la batería de iones de sodio y la batería de litio es el material del cátodo:
1) La batería de iones de sodio adopta un sistema NaCuFeMnO/carbono blando versus un sistema de fosfato de hierro y litio/grafito;
2) Seleccione materiales a base de carbono, óxidos de metales de transición, materiales de aleación, etc. para el electrodo negativo;
3) Elija sal de sodio como hexafluorofosfato de sodio frente a una batería de litio como electrolito;
4) El colector de corriente del ánodo es una lámina de aluminio frente a una lámina de cobre y litio.
En términos de equipos de fabricación y producción, las baterías de iones de sodio y las baterías de litio tienen una alta compatibilidad.
¿Cuál es el desarrollo de las baterías de iones de sodio?
Desde 2021, el alto crecimiento de la demanda mundial de baterías ha comenzado a enfrentar el problema de las limitaciones de recursos de litio. Datos eólicos, a partir del 20/07/2021, el precio del carbonato de litio ha aumentado un 66% este año y el hidróxido de litio ha aumentado un 96%.
En comparación con los recursos de litio, los recursos de sodio son ricos en reservas y están ampliamente distribuidos, por lo que las baterías de sodio tendrán una mayor ventaja de costos después de su uso comercial a gran escala.
2. Comparar las ventajas y desventajas de las baterías de litio y desarrollar baterías de iones de sodio.
En comparación con las baterías de litio, las baterías de iones de sodio tienen las siguientes ventajas:
1) Recursos abundantes, la abundancia de la corteza de iones de sodio del principal portador de carga de las baterías de iones de sodio es de aproximadamente el 2,36%, mucho más que el 0,002% de las baterías de iones de litio;
2) El costo es menor. El costo del material del cátodo de las baterías de iones de sodio (NaCuFeMnO/sistema de carbón blando) es solo el 40% del costo del material del cátodo de las baterías de iones de litio (sistema de fosfato de hierro y litio/grafito);
3) Más segura, la batería de iones de sodio tiene un rendimiento electroquímico relativamente estable.
Desventajas de la batería de litio y la batería de iones de sodio:
1) La densidad energética es baja. La densidad de energía única actual de las celdas de batería de iones de sodio es de solo 120 Wh/kg, que es significativamente menor que los 180 Wh/kg de las baterías de fosfato de hierro y litio y los 240 Wh/kg ternarios.
2) El ciclo de vida es relativamente corto. Los tiempos de ciclo actuales de las baterías de iones de sodio son de hasta aproximadamente 1500 veces, lo que es significativamente menor que los 6000 veces de las baterías de fosfato de hierro y litio y los 3000 veces de las baterías NMC.
3) La cadena industrial aún es imperfecta. Como aún no se han formado los equipos de ingeniería ni las instalaciones de apoyo a la cadena de suministro, el costo de producción actual es más alto que el de las baterías de litio.
3. Las baterías de iones de sodio tienen decenas de miles de millones de espacio de mercado
A través del análisis anterior, se encontrará que las baterías de iones de sodio tienen ventajas y desventajas muy distintas.
Los enormes recursos y las ventajas de costos hacen que se espere que tenga amplias perspectivas de aplicación en los campos del almacenamiento de energía, los vehículos eléctricos de dos ruedas y los automóviles de clase A00. Sin embargo, la baja densidad de energía ha llevado a un bajo grado de adaptación a los requisitos de resistencia a largo plazo de los vehículos de nueva energía.
CITIC Securities cree que, en virtud de sus ventajas de costos, se espera que las baterías de iones de sodio se comercialicen en almacenamiento de energía, maquinaria de construcción, estaciones base de comunicación, vehículos de dos ruedas y otros escenarios con menores requisitos de densidad de energía. La tecnología constituye un cierto complemento.
Everbright Securities cree que las baterías de iones de sodio tienen buenas perspectivas de aplicación en los campos del almacenamiento de energía, los vehículos eléctricos de dos ruedas y los automóviles de clase A00. Se estima que en 2025, la demanda nacional de almacenamiento de energía será de 48 GWh, los vehículos de dos ruedas demandarán 41 GWh y los automóviles de clase A00 demandarán 34 GWh. En la actualidad, estos tres escenarios utilizan principalmente baterías de fosfato de hierro y litio. Si la industrialización de las baterías de iones de sodio avanza sin problemas, se sustituirán las baterías de hierro-litio.
Ahora, cada vez más empresas abandonan la investigación y comercialización de baterías de iones de sodio. VTC Power también sigue el paso e invierte miles de millones de RMB en la batería de iones de sodio para el mercado futuro.
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