Pierwsza generacja baterii sodowo-jonowych chińskiego giganta CATL wejdzie na rynek w 2023 roku. Jeśli firma nadrobi opóźnienie w gęstości energii, nowa technologia może stać się bardziej konkurencyjna niż rozwiązania oparte na licie.

Akumulatory litowo-jonowe dominują na globalnym rynku magazynowania energii, w tym w pojazdach elektrycznych. Jednak szybka ekspansja sektora napędza wzrost cen, a drastyczne niedobory są możliwe już w przyszłym roku. Ponadto, wysokiej jakości ruda litu jest rzadka, a producenci na całym świecie są pod ostrzałem ze względu na duże zużycie wody w procesie produkcji i inne negatywne skutki dla środowiska. Głównym pretendentem do tronu są baterie sodowo-jonowe.

Firma Amperex Technology Co. Ltd. (CATL), zaprezentowała rozwiązanie, które według niej jest bardziej konkurencyjne w aspekcie wydajności integracji, wydajności w niskich temperaturach powietrza i szybkości ładowania.

Energetyczna hybryda przejściowym rozwiązaniem

Technologia firmy wartej ponad 200 mld USD, opiera się na fosforanie żelaza litu (LFP) i zaopatruje Teslę, BMW, Volkswagena, Daimlera, NIO i Geely. Jej dział badawczy opracował nową generację baterii sodowo-jonowych dla pojazdów elektrycznych. Mają one jednak niższą tzw. gęstość energetyczną.

Naukowcy CATL osiągnęli 160 Wh na kilogram, a założyciel i prezes Robin Zeng wyznaczył cel 200 Wh, aby dorównać bateriom LFP. Z drugiej strony, standard NMC-811 z katodą niklową, manganową i kobaltową osiągnął strefę 300.

Technologia jonów sodu ma lepszą wydajność integracji, wydajność w niskich temperaturach i szybkość ładowania

Eksperci zauważyli, że baterie sodowo-jonowe mogą być ładowane tylko 1500 razy, co oznacza w porównaniu do wariantów litowych dwa do czterech razy więcej.

Firma zaproponowała rozwiązanie przejściowe – system, który łączy baterie litowe i sodowe, i wezwała dostawców i klientów do zbudowania łańcucha dostaw dla swojego nowego produktu dla pojazdów elektrycznych.

Nieporównywalnie tańszy sód

Sodu jest pod dostatkiem, więc cena produktu powinna być nieporównywalnie niższa. Pierwiastek ten można otrzymać w procesie elektrolizy soli kuchennej. Lit pochodzi głównie ze złóż zlokalizowanych w Chile i Australii. Chiny są zmuszone do importu metalu alkalicznego, ponieważ przetwarzanie krajowej niskiej jakości rudy jest zbyt kosztowne. Szczególną zaletą sodu jest to, że jest bezpieczniejszy od niestabilnego litu.

W temperaturze minus 20 stopni Celsjusza baterie sodowo-jonowe zachowują pojemność ponad 90 proc. Mogą one być ładowane do 80 proc. w ciągu zaledwie 15 minut w temperaturze pokojowej. Katoda w nowych bateriach CATL oparta jest na sodzie i żelazie, natomiast anodę wykonano z twardego materiału węglowego.

Udział gigantycznego producenta baterii z Chin wzrósł o ponad dwa i pół raza w ciągu ostatniego roku, znacznie wyprzedzając konkurentów takich jak Panasonic i LG Chem.

Ekspansja zielonej energii przynosi większe zapotrzebowanie na baterie, ponieważ farmy wiatrowe czy farmy słoneczne zależą od warunków pogodowych i nie mogą kontrolować produkcji, tak jak jest to w przypadku elektrowni jądrowych.