En el context de la transició energètica global i els objectius de "dual carboni", la tecnologia de les bateries, com a element clau per a l'emmagatzematge d'energia, ha rebut una atenció significativa. En els darrers anys, les bateries d'ions de sodi (SIB) han passat dels laboratoris a la industrialització, convertint-se en una solució d'emmagatzematge d'energia molt esperada després de les bateries d'ions de liti.
Informació bàsica sobre les bateries d'ions de sodi
Les bateries d'ions de sodi són un tipus de bateria secundària (recarregable) que utilitza ions de sodi (Na⁺) com a portadors de càrrega. El seu principi de funcionament és similar al de les bateries d'ions de liti: durant la càrrega i la descàrrega, els ions de sodi es mouen entre el càtode i l'ànode a través de l'electròlit, permetent l'emmagatzematge i l'alliberament d'energia.
·Materials bàsicsEl càtode normalment utilitza òxids en capes, compostos polianiònics o anàlegs del blau de Prusia; l'ànode està compost principalment de carboni dur o carboni tou; l'electròlit és una solució de sal de sodi.
·Maduresa tecnològicaLa recerca va començar a la dècada del 1980 i els avenços recents en materials i processos han millorat significativament la densitat d'energia i el cicle de vida, fent que la comercialització sigui cada cop més factible.
Bateries d'ions de sodi vs. bateries d'ions de liti: diferències i avantatges clau
Tot i que les bateries d'ions de sodi comparteixen una estructura similar amb les bateries d'ions de liti, difereixen significativament en les propietats dels materials i els escenaris d'aplicació:
| Dimensió de comparació | Bateries d'ions de sodi | Bateries de liti-ió |
| Abundància de recursos | El sodi és abundant (2,75% a l'escorça terrestre) i està àmpliament distribuït | El liti és escàs (0,0065%) i geogràficament concentrat |
| Cost | Costos de matèries primeres més baixos, cadena de subministrament més estable | Alta volatilitat dels preus del liti, el cobalt i altres materials, dependents de les importacions |
| Densitat d'energia | Més baix (120-160 Wh/kg) | Superior (200-300 Wh/kg) |
| Rendiment a baixa temperatura | Retenció de capacitat >80% a -20℃ | Mal rendiment a baixes temperatures, la capacitat es degrada fàcilment |
| Seguretat | Alta estabilitat tèrmica, més resistent a la sobrecàrrega/descàrrega | Requereix una gestió estricta dels riscos de fuga tèrmica |
Avantatges principals de les bateries d'ions de sodi:
1.Baix cost i sostenibilitat dels recursosEl sodi està àmpliament disponible a l'aigua de mar i als minerals, cosa que redueix la dependència dels metalls escassos i els costos a llarg termini entre un 30% i un 40%.
2. Alta seguretat i respecte pel medi ambientLliure de contaminació per metalls pesants, compatible amb sistemes electrolítics més segurs i adequat per a l'emmagatzematge d'energia a gran escala.
3. Adaptabilitat a un ampli rang de temperaturesExcel·lent rendiment en ambients de baixa temperatura, ideal per a regions fredes o sistemes d'emmagatzematge d'energia a l'aire lliure.
Perspectives d'aplicació de les bateries d'ions de sodi
Amb els avenços tecnològics, les bateries d'ions de sodi mostren un gran potencial en les àrees següents:
1. Sistemes d'emmagatzematge d'energia a gran escala (ESS):
Com a solució complementària per a l'energia eòlica i solar, el baix cost i la llarga vida útil de les bateries d'ions de sodi poden reduir eficaçment el cost anivellat de l'electricitat (LCOE) i afavorir l'afebliment dels pics de subministrament de la xarxa.
2. Vehicles elèctrics de baixa velocitat i vehicles de dues rodes:
En escenaris amb requisits de densitat energètica més baixos (per exemple, bicicletes elèctriques, vehicles logístics), les bateries d'ions de sodi poden substituir les bateries de plom-àcid, oferint beneficis tant ambientals com econòmics.
3. Emmagatzematge d'energia de reserva i estació base:
El seu ampli rang de temperatures els fa adequats per a les necessitats d'alimentació de reserva en aplicacions sensibles a la temperatura com ara estacions base de comunicació i centres de dades.
Tendències de desenvolupament futur
Les previsions de la indústria prediuen que el mercat mundial de bateries d'ions de sodi superarà els 5.000 milions de dòlars el 2025 i arribarà al 10%-15% del mercat de bateries d'ions de liti el 2030. Les futures direccions de desenvolupament inclouen:
·Innovació de materialsDesenvolupament de càtodes d'alta capacitat (per exemple, òxids en capes de tipus O3) i materials d'ànode de llarga durada per augmentar la densitat d'energia per sobre de 200 Wh/kg.
·Optimització de processosAprofitant les línies de producció de bateries de liti-ió madures per ampliar la fabricació de bateries de sodi-ió i reduir encara més els costos.
·Expansió d'aplicacionsComplementar les bateries de ions de liti per construir una cartera diversificada de tecnologia d'emmagatzematge d'energia.
Conclusió
L'auge de les bateries d'ions de sodi no pretén substituir les bateries d'ions de liti, sinó proporcionar una alternativa més econòmica i segura per a l'emmagatzematge d'energia. En el context de la neutralitat del carboni, la seva naturalesa respectuosa amb els recursos i adaptativa a les aplicacions assegurarà el seu lloc en el panorama de l'emmagatzematge d'energia. Com a pionera en la innovació en tecnologia energètica,DALYcontinuarem supervisant el desenvolupament de la tecnologia de bateries d'ions de sodi, compromesos a oferir solucions energètiques eficients i sostenibles als nostres clients.
Segueix-nos per a més novetats tecnològiques d'avantguarda!
Data de publicació: 25 de febrer de 2025
