Sodíkové iontové baterie (NIB) přicházejí s potenciálem způsobit revoluci v ukládání energie do sítě a nepřímo tak velkým způsobem pomoci elektromobilům. Podívejme se, jak na to!
Nedávno CATL oznámila, že v červenci začne vyrábět NIB. Obří čínský výrobce bateriových článků nám však o této technologii baterií mnoho neřekl, pouze to, že NIB budou dočasně dražší než lithium-iontové baterie (LIB), protože jde o nový koncept.
Nicméně z dlouhodobého hlediska – s efektivní hromadnou výrobou – budou NIB podstatně levnější (asi o 30 % méně) než LIB. Hlavní výhodou sodíkových iontových baterií je jejich použití v hojném množství, levných a neškodných materiálů.
Materiálové náklady jsou 30 $/kg pro NMC a 10 $/kg pro naši sodnou sůl, takže cena za kW/h pro NMC v lithiovém článku je kolem 48 $/kWh a pro náš materiál v sodíkovém článku je 35 $/kWh .
„S dalším vývojem lepší anody s nižším provozním potenciálem v budoucnu by se náklady měly snížit o 20 USD/kWh se zvýšením energetické hustoty plného článku. Očekáváme, že velkoobchodní cena nebo náklady na hromadnou výrobu našeho katodového materiálu budou ještě levnější než 10 USD/kg, protože pochází z hojné biomasy; například kukuřičný likér.
Min Ah Lee, postdoktorandský výzkumný pracovník na Stanfordské univerzitě
NIB mají potenciál dosáhnout nákladů za kWh kolem 40 eur, zatímco nejlevnější LIB (LiFePO4) pravděpodobně nedosáhnou mnohem nižších než 60 eur za kWh.
Jak se již stalo u LIB, NIB lze také optimalizovat na hustotu energie, hustotu výkonu, náklady, bezpečnost nebo životnost (životní cyklus).
Evropský projekt NAIMA byl koncipován za účelem vývoje a testování dvou konfigurací vylepšených Na-iontových článků pro uspokojení hlavních aplikací ESS (Energy Storage System). Jeden optimalizovaný pro hustotu výkonu a životnost cyklu (průmyslové aplikace), druhý pro hustotu energie a náklady (domácí aplikace).
1. Koncepce designu s vysokým výkonem a rychlým nabíjením (vhodné pro průmyslové aplikace)
2. Nízkonákladový a energetický koncept designu (vhodný pro domácí aplikace)
První design článku Na-ion baterie je nejslibnější, ukazuje nám, jak energeticky husté mohou být články Na-ion baterií, které umožňují extrémně vysoké hodnoty C (41 C), dokonce lepší než články LTO.
Je zřejmé, že díky vysoké hustotě výkonu a dlouhé životnosti v kombinaci s nízkou cenou jsou bezpečné NIB ideální pro ESS, kde hustota energie není tak důležitá.
Ale jak to pomůže EV? S NIB můžeme nejen obecně skladovat více obnovitelné energie, ale také umožňují vybudovat výkonné zelené nabíjecí stanice pro EV. V budoucnu budou mít všechny nabíjecí stanice pro elektromobily baterie, které budou fungovat jako vyrovnávací paměti pro špičky ve výrobě nebo poptávce po elektřině ze sítě.
Pokud navíc úložiště energie v síti používá NIB místo LIB, zůstane k dispozici více lithia pro výrobu LIB pro EV, kde je hustota energie opravdu důležitá.
Pokud jde o druhý design článku Na-ion baterie, s jeho vyšší hustotou energie by mohl být použit k vybudování menšího ESS pro domácí použití, kde je omezený prostor. Navíc, protože NIB jsou extrémně bezpečné, lze technologii CTP (cell-to-pack) použít k výrobě baterií pro elektromobily se slušnou hustotou energie kolem 180 Wh/kg na úrovni balení.
Každopádně, zatímco CTP umožňuje vybudovat NIB energeticky dostatečně hustou pro EV, je to právě úložiště energie v rozvodné síti, kde NIB září a dávají největší smysl, s potenciálem způsobit revoluci v tomto odvětví.
Těším se, až uvidím specifikace NIB vyrobených CATL. Budou optimalizovány pro výkon nebo hustotu energie? Kdo bude další společností, která oznámí výrobu článků Na-iontových baterií? BYD? Guoxuan?
