Atrás quedaron los días en los que felizmente podíamos quitar las baterías de nuestros teléfonos móviles para cargarlas por separado o reemplazarlas por nosotros mismos cuando fuera necesario. De hecho, casi todas las baterías para teléfonos inteligentes en el mercado ahora están integradas, lo que las hace completamente no extraíbles. Esto también significa que la mayoría de nosotros probablemente no tengamos idea sobre el tipo de baterías recargables que alimentan nuestros teléfonos hoy en día. La respuesta corta a eso son las baterías de litio, la respuesta larga, sin embargo, son dos tipos principales de baterías de litio: las baterías de iones de litio (Li-ion) y las baterías de polímero de litio (Li-po).
Si bien las baterías de iones de litio son actualmente el tipo de batería de teléfono más popular para la mayoría de los modelos de teléfonos iPhone y Samsung, las baterías de Li-po están alcanzando a más y más marcas importantes, incluidas Samsung y Xiaomi, a medida que sus teléfonos lanzan modelos más potentes respaldados por Baterías Li-po. Sin embargo, mientras continúa la lucha entre la familia de baterías de litio, las baterías de iones de sodio (Na-ion) han surgido silenciosamente como otro nuevo candidato que probablemente arrasará en la industria de las baterías recargables. Siga leyendo para descubrir qué hace que las baterías a base de sodio sean tan especiales, por qué muchos las ven como el futuro de las baterías recargables y, por supuesto, las oportunidades comerciales que conllevan.
Índice del contenido
Situación del mercado de las pilas recargables
Baterías de iones de sodio: ¿el futuro de las baterías recargables?
Efecto duradero
Situación del mercado de las pilas recargables
El mercado de baterías recargables se valoró en US$ 109.5 mil millones en 2022 y se espera que se dispare a US $ 165.5 mil millones para 2028, alcanzando una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) de 6.93%. Dentro del mercado de baterías recargables, la cuota de mercado de las baterías de iones de litio es claramente el líder indiscutible del mercado, con otro mercado global la investigación artículo que predice que su valor aumentará a una CAGR del 18.1% y alcanzará más de US$ 182.53 para 2030.
Las baterías de iones de sodio, por otro lado, han reavivado el interés público después de que el pionero en la tecnología de baterías de iones de sodio, Faradion Limited, fuera adquirido en su totalidad por una de las subsidiarias de Reliance Industries en India por un valor de EUR 100 millones a principios de 2022. El potencial del mercado de baterías de iones de sodio para sistemas de almacenamiento de energía se prevé que sea significativo, especialmente entre las fuentes renovables como la energía eólica y solar. Por lo tanto, se prevé lograr un CAGR de 14.68% de 2022 a 2027, pasando su cifra de $244 millones a $609 millones, casi 2.5 veces su total original.
Baterías de iones de sodio: ¿el futuro de las baterías recargables?
Larga duración
Julio de 2022 marcó un mes jubiloso en la historia del desarrollo de baterías de iones de sodio, ya que la primera semana del mes vio un sitio web de noticias científicas la presentación de informes un descubrimiento posiblemente emocionante sobre una nueva fórmula de electrolito que reemplaza las baterías de iones de sodio, que no solo aumentó la corriente de carga/descarga, sino que también logró mantener un rendimiento estable incluso después de alcanzar más de 900 ciclos. El gran avance en la iteración de las baterías de iones de sodio no se detuvo allí, sino que continuó con un gran anuncio una semana después, a través de la comunicado de prensa del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del Departamento de Energía.
De hecho, las baterías de iones de sodio han sido el centro de atención desde hace exactamente un año, en julio de 2021, cuando Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL), el fabricante de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos más grande del mundo ( EV), lanzó su primera generación de baterías de iones de sodio para vehículos eléctricos. Sin embargo, los descubrimientos del equipo de PNNL a principios del tercer trimestre de 2022 definitivamente han elevado el listón en la mejora de las baterías de iones de sodio, ya que la tecnología diseñada por PNNL afirmó haber alterado fundamentalmente el diseño de la batería de iones de sodio para superar algunos desafíos técnicos a largo plazo.
Una de las actualizaciones más notables en su nueva receta de batería de iones de sodio de diseño es que el equipo de investigación logra prolongar la duración de la batería en las pruebas de laboratorio con un giro inteligente en los componentes del núcleo líquido. Como resultado de este cambio de fórmula, la estabilización de los electrolitos de las baterías de iones de sodio, que sirven como elemento vital que mantiene la circulación de energía en las baterías, mejoró y, por lo tanto, ayudó a aumentar la durabilidad de las baterías.
Los investigadores del PNNL también abordaron las preocupaciones de seguridad sobre las baterías de iones de sodio en comparación con los sistemas de iones de litio en vista de una naturaleza de actividad química mucho más alta que el litio, lo que aumenta el riesgo de explosión o accidentes graves. Se les ocurrió la adopción de una sustancia extintora de incendios que puede funcionar a altos voltajes y es resistente a diferentes temperaturas. El resultado de esta característica recientemente desarrollada es la creación de una capa protectora extremadamente delgada y estable en el ánodo que ayuda a ofrecer un ciclo de vida prolongado para las baterías de iones de sodio.
Es crucial tener en cuenta que todos estos desarrollos permiten a los investigadores preservar hasta el 90 % de la capacidad de las baterías de iones de sodio, lo que significa que habría muy poca pérdida de capacidad incluso después de un ciclo de carga prolongado de más de 300 ciclos. En otras palabras, todas estas mejoras recientes ayudan a prolongar aún más la actual 10 años de vida útil esperada de iones de sodio pilas Para poner estos avances más recientes en perspectiva, la mayoría de los fabricantes garantizaron 300-500 ciclos de carga or 3-5 años antes de una pérdida de alrededor del 20% (80% retenido) en rendimiento de capacidad para baterías de iones de litio.
Menores costes
Los costos del sodio son inequívocamente más bajos que los del litio desde la perspectiva de los recursos naturales, ya que el sodio figura como número 6 elemento más comúnmente encontrado en el mundo, representando el 2.6% de la corteza terrestre. El litio, por otro lado, solo constituye alrededor del 0.002% y es ocupa el puesto 33 en la tabla en cambio. La comparación de costos entre las baterías de iones de sodio y las baterías de iones de litio no es nada nuevo; investigadores de la Universidad de Stanford, por ejemplo, había señalado el simple hecho de que el ion de sodio es una mejor alternativa desde el punto de vista de los costos y se esforzó por popularizar su uso generalizado para ayudar a reducir los costos generales de producción de las baterías recargables. Tenga en cuenta que, sin embargo, el informe de la Universidad de Stanford se realizó hace más de 5 años, cuando los precios del litio aún se estabilizaban en alrededor de RMB 160,000 por tonelada (alrededor de US $ 24,000 por tonelada en ese momento).
Hasta la fecha, el precio del litio sigue aumentando y ha aumentado más de un 350 % en comparación con hace 5 años, alcanzando un máximo histórico de más de 590,000 RMB por tonelada a partir de noviembre de 2022. El aumento dramático en las materias primas de litio está en línea con la demanda vertiginosa de vehículos eléctricos (EV) a partir del cuarto trimestre de 4 en adelante. El hecho de que la mayoría de las materias primas para el litio se procesen en productos de grado de batería en China exacerbó aún más la situación, ya que esto significa que el costo del almacenamiento de energía también está influenciado por las tarifas de envío internacional, que se han visto muy afectadas por la interrupción de la salud global. y la industria de la cadena de suministro en los últimos años.
El gran aumento constante de los precios es, por lo tanto, una razón crucial para encontrar un sustituto para los componentes a base de litio ahora, y el ion de sodio naturalmente abundante, que garantiza su suministro y disponibilidad, es en sí mismo una justificación para una opción confiable de bajo costo. Esto proporciona una razón convincente en la búsqueda de investigación para el proceso de mejora de las baterías de iones de sodio, especialmente cuando la mayoría de los expertos de la industria creen que un reemplazo de sodio puede ayudar a reducir los costos de las baterías recargables por alrededor de 20-40%.
Escala más grande
Si bien es probable que la mayoría de nosotros usemos baterías de iones de litio para nuestros teléfonos, computadoras portátiles, una variedad de dispositivos electrónicos y automóviles eléctricos, así como varios sectores de uso final en la actualidad, es posible que muchos de nosotros no sepamos que estas baterías se usan en más aplicaciones que esas funciones comúnmente conocidas. Además de las industrias de dispositivos electrónicos y EV, los otros dos mercados más grandes para las baterías de iones de litio se citan como manipulación de maquinaria pesada y almacenamiento de energía campos, particularmente en el sector de las energías renovables.
Y la buena noticia es que se espera que el sector de las energías renovables duplique su valor en 10 años, pasando de US $ 881.7 mil millones en 2020 a US$ 1,977.6 mil millones en 2030, alcanzando una CAGR de 8.4%. Sin embargo, a pesar de este tremendo potencial, con los costos del litio alcanzando un nivel récord ahora, la sostenibilidad de la demanda de iones de litio para el sector de las energías renovables está en duda. Esto es especialmente cierto dada la cantidad sustancial de necesidades energéticas provenientes de la industria de la energía renovable, ya que eso implica un costo total general considerablemente más alto si los precios del litio continúan aumentando.
Mientras tanto, dejando de lado el factor costo, las baterías de iones de litio son de hecho no es una opción ecológica, particularmente cuando se trata de almacenamiento a gran escala, ya que los metales tóxicos como el cobalto y el níquel se encuentran en los iones de litio. Estos metales pueden dañar las fuentes de agua y los ecosistemas cuando se desechan. La eliminación inadecuada de baterías de iones de litio también se ha relacionado con incendios en vertederos o instalaciones de reciclaje de baterías.
Afortunadamente, ni el costo ni las preocupaciones ambientales asociadas con las baterías de iones de litio son relevantes para las baterías de iones de sodio, ya que el sodio es naturalmente abundante a partir de materiales baratos fácilmente disponibles con alta reciclabilidad y seguridad mejorada. Todos estos factores hacen que el ion de sodio sea un mejor candidato no solo para aplicaciones de batería estándar para dispositivos electrónicos comunes, sino también para un despliegue a una escala mucho mayor, como el almacenamiento de energía para energías renovables.
Efecto duradero
Los incansables esfuerzos de desarrollo entre científicos e investigadores en una búsqueda continua para refinar la materia prima disponible para un reemplazo mejor y más barato para el campo de la energía ha llevado a los últimos descubrimientos y mejoras para las baterías de iones de sodio. Varias pruebas presentadas por científicos han demostrado que las baterías de iones de sodio pueden ser una alternativa más duradera en comparación con las baterías de iones de litio, especialmente para aplicaciones a mayor escala en vista de los costos más bajos, la abundancia natural y las características sostenibles del sodio.
El excepcional crecimiento constante de la demanda de almacenamiento de energía a gran escala para el campo de las energías renovables significa que hay un gran margen de crecimiento para las baterías de iones de sodio, especialmente con su creciente ciclo de iteración de productos. Por lo tanto, se recomienda a los inversores interesados que ingresen al mercado antes de su punto máximo. Para obtener más información sobre inspiraciones comerciales mayoristas e ideas de abastecimiento, visite Chovm lee .
