Recentemente, mais e mais clientes nos perguntam se a bateria de íon de sódio substituirá a bateria de lítio no futuro. Qual é a principal diferença entre a bateria de íon de sódio e a bateria de lítio?
Como a conferência pública da bateria de íon de sódio da CATL, a era da bateria de íon de sódio está chegando. Agora espera-se que a CATL acelere a industrialização das baterias de íon de sódio e substitua parcialmente as baterias de ferro-lítio no futuro.
O que é uma bateria de íon de sódio? Quais são as suas vantagens e desvantagens e as perspectivas de aplicação futura? O seguinte é o nosso julgamento:
1) A bateria de íon de sódio não é uma tecnologia nova, não existe a chamada inovação "revolucionária", é mais uma iteração tecnológica;
2) As baterias de íon de sódio apresentam vantagens e desvantagens distintas, enormes recursos e vantagens de custo, o que faz com que se espere que tenham boas perspectivas de aplicação nas áreas de armazenamento de energia, veículos elétricos de duas rodas e veículos de baixa velocidade da classe A00. No entanto, a baixa densidade de energia torna difícil a substituição de baterias de automóveis de alta resistência (a menos que a densidade de energia das baterias de íon de sódio da próxima geração possa exceder 200Wh/kg);
3) Considerando que as reservas de sódio são mais abundantes que as de lítio, as empresas devem prestar a devida atenção à importância estratégica das baterias de sódio como reserva técnica para garantir a segurança energética.
1. O que é uma bateria de íon de sódio?
A pesquisa sobre baterias de íon de sódio remonta à década de 1970. Nos últimos 10 anos, pesquisas relacionadas deram início a uma explosão e a indústria começou a se preparar. Semelhante ao princípio de funcionamento da cadeira de balanço da bateria de íons de lítio, a bateria de íons de sódio depende do movimento dos íons de sódio entre os eletrodos positivos e negativos para funcionar.
A maior diferença entre a bateria de íon de sódio e a bateria de lítio é o material do cátodo:
1) A bateria de íon de sódio adota sistema NaCuFeMnO/carbono macio vs. sistema de fosfato/grafite de ferro-lítio;
2) Selecione materiais à base de carbono, óxidos de metais de transição, materiais de liga, etc. para o eletrodo negativo;
3) Escolha sal de sódio, como hexafluorofosfato de sódio versus bateria de lítio como eletrólito;
4) O coletor de corrente anódica é uma folha de alumínio versus uma folha de cobre e lítio.
Em termos de equipamentos de fabricação e produção, as baterias de íon de sódio e as baterias de lítio apresentam alta compatibilidade.
Qual é o desenvolvimento das baterias de íon de sódio?
Desde 2021, o elevado crescimento da procura global de baterias começou a enfrentar a questão das restrições de recursos de lítio. Dados eólicos, em 2021/07/20, o preço do carbonato de lítio aumentou 66% este ano e o hidróxido de lítio aumentou 96%.
Em comparação com os recursos de lítio, os recursos de sódio são ricos em reservas e amplamente distribuídos, de modo que as baterias de sódio terão uma vantagem de custo maior após o uso comercial em larga escala.
2. Compare as vantagens e desvantagens das baterias de lítio e desenvolva baterias de íon de sódio
Em comparação com as baterias de lítio, as baterias de íon de sódio têm as seguintes vantagens:
1) Recursos abundantes, a abundância da crosta de íons de sódio do principal transportador de carga das baterias de íons de sódio é de cerca de 2,36%, o que é muito superior a 0,002% do íon de lítio;
2) O custo é menor. O custo do material catódico das baterias de íon de sódio (sistema NaCuFeMnO/carbono macio) é de apenas 40% do custo do material catódico das baterias de íon de lítio (sistema de fosfato de ferro-lítio/sistema de grafite);
3) Mais segura, a bateria de íon de sódio tem desempenho eletroquímico relativamente estável.
Desvantagens da bateria de lítio e da bateria de íon de sódio:
1) A densidade de energia é baixa. A atual densidade de energia única das células de bateria de íon de sódio é de apenas 120Wh/kg, o que é significativamente menor do que os 180Wh/kg das baterias de fosfato de ferro-lítio e os 240Wh/kg ternários.
2) O ciclo de vida é relativamente curto. Os tempos de ciclo atuais das baterias de íon de sódio são de até cerca de 1.500 vezes, o que é significativamente inferior a 6.000 vezes das baterias de fosfato de ferro-lítio e 3.000 vezes das baterias NMC.
3) A cadeia industrial ainda é imperfeita. Como os equipamentos de engenharia e as instalações de apoio à cadeia de abastecimento ainda não foram formados, o custo de produção atual é superior ao das baterias de lítio.
3. As baterias de íon de sódio têm dezenas de bilhões de espaço de mercado
Através da análise acima, descobrir-se-á que as baterias de iões de sódio têm vantagens e desvantagens muito distintas.
Enormes recursos e vantagens de custo fazem com que se espere que ele tenha amplas perspectivas de aplicação nas áreas de armazenamento de energia, veículos elétricos de duas rodas e automóveis da classe A00. No entanto, a baixa densidade energética levou a um baixo grau de correspondência com os requisitos de resistência a longo prazo dos novos veículos energéticos.
A CITIC Securities acredita que, em virtude de suas vantagens de custo, espera-se que as baterias de íon de sódio sejam comercializadas em armazenamento de energia, máquinas de construção, estações base de comunicação, veículos de duas rodas e outros cenários com requisitos de menor densidade energética. A tecnologia constitui um certo complemento.
Everbright Securities acredita que as baterias de íon de sódio têm boas perspectivas de aplicação nas áreas de armazenamento de energia, veículos elétricos de duas rodas e automóveis da classe A00. Estima-se que em 2025, a demanda doméstica de armazenamento de energia seja de 48 GWh, os veículos de duas rodas demandam 41 GWh e os carros da classe A00 demandam 34 GWh. Atualmente, esses três cenários utilizam principalmente baterias de fosfato de ferro-lítio. Se a industrialização das baterias de íon de sódio progredir sem problemas, as baterias de ferro-lítio serão substituídas.
Agora, mais e mais empresas investem na pesquisa e comercialização de baterias de íon de sódio. A VTC Power também segue o passo e investe bilhões de RMB na bateria de íon de sódio para o mercado futuro.
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