Этот богатый материал может открыть доступ к более дешевым батареям для электромобилей.

May 24, 2023

Батареи на основе натрия могут начать появляться на рынке в этом году, если компании реализуют свои планы.

Подвинься, литий, в городе появился новый химический состав аккумуляторов.

Литий в настоящее время является правителем мира аккумуляторов, ключевым компонентом аккумуляторов, которые питают телефоны, электромобили и даже хранят энергию в электрической сети.

Но поскольку обеспокоенность по поводу цепочки поставок аккумуляторов растет, ученые ищут способы сократить использование самых дорогих и наименее доступных ингредиентов в аккумуляторных технологиях. Уже существуют варианты, снижающие потребность в некоторых из них, например, в кобальте и никеле, но те, кто хочет свергнуть литий, мало что могут сделать.

Однако за последние несколько месяцев производители аккумуляторов и автопроизводители в Китае объявили о набегах на новый вид химии аккумуляторов, который заменяет литий натрием. Эти новые натрий-ионные аккумуляторы могут помочь снизить затраты как на стационарные аккумуляторы, так и на электромобили, если технология сможет оправдать высокие ожидания, которые возлагают компании.

В марте компания JAC Motors, автопроизводитель из Китая, опубликовала фотографии автомобиля цвета зеленовато-желтого цвета, который, по ее словам, стал первым в мире автомобилем, построенным с использованием натрий-ионных аккумуляторов. Компактный автомобиль был оснащен аккумулятором емкостью 25 киловатт-часов, произведенным другой китайской компанией HiNa Battery, а в пресс-релизе утверждалось, что запас хода автомобиля составляет до 250 километров (155 миль). В апреле крупнейший китайский производитель аккумуляторов для электромобилей CATL объявил, что разработал натрий-ионный аккумулятор, который планирует использовать в автомобиле автопроизводителя Chery. Ни одна из четырех компаний не ответила на запрос о комментариях.

«Они делают весьма интересные заявления. В них также упущено много деталей», — говорит Энди Лич, аналитик по хранению энергии в BNEF. Ни CATL, ни HiNa не опубликовали графики производства или подробные показатели производительности батарей и даже не раскрыли, какие конкретные типы натрий-ионных батарей они планируют использовать. Эта загадка не является неожиданностью для этих крупных компаний, говорит Лич: «Они склонны держать свои карты при себе». Но это оставляет вопросы о том, насколько готовы натрий-ионные батареи для реальных транспортных средств.

Батареи на основе натрия не новы, но технические недостатки ранее не позволяли им использовать литий. Натрий-ионные аккумуляторы традиционно быстро изнашиваются, и они по-прежнему имеют меньшую плотность энергии, чем литий-ионные, говорит Ширли Мэн, исследователь аккумуляторов из Чикагского университета и Аргоннской национальной лаборатории.

Запланированное строительство завода знаменует собой важную веху в США для создания новых аккумуляторов, которые позволяют создавать более дешевые и долговечные электромобили.

Это означает, что для хранения такого же количества энергии натриевая батарея должна быть больше и тяжелее, чем эквивалентная литиевая батарея. Для электромобилей это означает меньший запас хода для батареи того же размера.

В некоторых обстоятельствах более тяжелая и дешевая батарея может быть предпочтительнее, например, для небольших электромобилей с меньшим запасом хода, распространенных в Китае. Заявленный запас хода JAC сопоставим с запасом хода Wuling Hongguang Mini, одного из самых популярных электромобилей в Китае, чья версия с увеличенным запасом хода может проезжать до 280 км (175 миль) на одной зарядке.

Несколько более простым рынком для натрий-ионных батарей могут быть стационарные накопительные установки, подобные тем, которые используются для обеспечения резервного питания дома или на предприятии или в электрической сети. Некоторые компании, такие как американская Natron, разрабатывают химию специально для стационарных применений, где размер и вес не так важны, как в движущемся автомобиле.

Натрий-ионные аккумуляторы разрабатываются уже более полувека, и их характеристики постоянно улучшаются, причем особенно резкий прирост за последнее десятилетие, говорит Мэн. Исследователи аккумуляторов решили более ранние проблемы со сроком службы, отчасти путем поиска более совместимых электролитов (жидкости, которая помогает переносить заряд в батарее) для материалов электродов, используемых в натрий-ионных элементах. Исследователи также разработали лучшие материалы для электродов, позволяющие повысить плотность энергии батарей.