Натрий-ионные аккумуляторы перспективное дополнение к литий-ионным аккумуляторам

Спрос на устройства хранения энергии неудержимо растет. Одни только литий-ионные батареи не способны его удовлетворить, поэтому нужны альтернативные технологии. Чем больше альтернатив на рынке, тем легче им дополнять друг друга. Давайте рассмотрим почему натрий-ионные аккумуляторы (NIB, SIB, NA—ION) рассматриваются как перспективное дополнение к литий-ионным аккумуляторам.

Чтобы увидеть гармонию между двумя технологиями, важно сначала изучить основные сильные и слабые стороны натрий-ионных батарей.

Плюсы:

• Возможность использовать уже имеющуюся производственную инфраструктуру. Литий (Li) и натрий (Na) относятся к одной группе щелочных металлов со схожими химическими, технологическими и эксплуатационными свойствами.
• Доступность сырья. В Na-Ion батареях используются недорогие, широко распространённые в природе материалы.
• Повышенная безопасность. Они идеально подходят для электромобилей, промышленного оборудования, систем сетевого и домашнего хранения энергии.
• Быстрота зарядки. Некоторые производители (например, CATL) обещают 80% заряда за 15 минут.
• Возможность снижения стоимости при массовом производстве.

Минусы:

• Более низкая плотность энергии. Данная проблема решается производителями. Ожидается, что натрий-ионные батареи второго поколения достигнут показателя в 200 Вт⋅ч/кг.

Сравнительная таблица Li—ion и Na—Ion аккумуляторов

Исследования, разработки

За последние 20 лет в области натрий-ионных батарей было зарегистрировано более 50% запатентованных исследований: в Китае – 52,71%, в Японии – 16,39%, в США – 12,7%.

В международном масштабе ключевую играет азиатский гигант CATL. Эта компания разрабатывает уже второе поколение натрий-ионных батарей, которые будут выпускаться на заводах в Китае и Германии. Они станут технологической революцией, поскольку плотность энергии достигнет 200 Вт⋅ч/кг, что приблизится к показателям литий-ионных элементов.

Среди более мелких игроков на рынке Na-Ion аккумуляторов стоит отметить компанию Natron Energy из США. Она представила технологический проект по разработке NA-ION аккумуляторов для телекоммуникаций и центров обработки данных. Их особенностью станет использование водного электролита, дающего более низкую плотность энергии, но позволяющего достичь высокой плотности мощности с высокой стабильностью циклов, а также высокой безопасности. Компания Natron Energy заключила соглашение с компанией Clarios International Inc. о массовом производстве натриево-ионных батарей в 2023 году.

Итог

Очевидно, что батареи на основе натрия вызывают большой интерес благодаря своим характеристикам и ожидаемому прорыву в повышении плотности энергии. Поэтому они уже считаются реальной альтернативой литий-ионным аккумуляторам в стационарных установках, а также могут дополнить их в других сферах применения.