Fini le temps où l'on pouvait se contenter de retirer les batteries de nos téléphones portables pour les recharger séparément ou les remplacer par nous-mêmes en cas de besoin. En effet, presque toutes les batteries pour smartphones actuellement sur le marché sont intégrées, ce qui les rend totalement inamovibles. Cela signifie également que la plupart d'entre nous n'ont probablement aucune idée du type de piles rechargeables qui alimentent nos téléphones de nos jours. La réponse courte à cela est les batteries au lithium, la réponse longue, cependant, est deux principaux types de batteries au lithium : les batteries lithium-ion (Li-ion) et les batteries lithium-polymère (Li-po).
Alors que les batteries Li-ion sont actuellement le type de batterie de téléphone le plus populaire pour la plupart des modèles de téléphones iPhone et Samsung, les batteries Li-po rattrapent de plus en plus de grandes marques, notamment Samsung et Xiaomi, à mesure que leurs téléphones déploient des modèles plus puissants soutenus par Piles Li-Po. Pourtant, alors que la lutte se poursuit au sein de la famille des batteries au lithium, les batteries sodium-ion (Na-ion) sont discrètement apparues comme un autre nouveau candidat susceptible de prendre d'assaut l'industrie des batteries rechargeables. Poursuivez votre lecture pour découvrir ce qui rend les batteries à base de sodium si spéciales, pourquoi beaucoup les considèrent comme l'avenir des batteries rechargeables et, bien sûr, les opportunités commerciales qui les accompagnent.
Table des matières
Situation du marché des piles rechargeables
Batteries sodium-ion : l'avenir des batteries rechargeables ?
Effet durable
Situation du marché des piles rechargeables
Le marché des piles rechargeables était évalué à 109.5 milliards de dollars américains en 2022 et devrait monter en flèche pour 165.5 milliards de dollars d'ici 2028, atteignant un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 6.93 %. Parmi le marché des batteries rechargeables, la part de marché des batteries Li-ion est clairement le leader incontestable du marché, avec un autre marché mondial un article article prédisant que sa valeur augmentera à un TCAC de 18.1 % et atteindra plus de 182.53 USD d'ici 2030.
Les batteries sodium-ion, d'autre part, ont ravivé l'intérêt du public après que le pionnier de la technologie des batteries sodium-ion Faradion Limited a été entièrement acquis par l'une des filiales de Reliance Industries en Inde pour une valeur de £ 100 millions début 2022. Le potentiel du marché des batteries sodium-ion pour systèmes de stockage d'énergie devrait être important, en particulier parmi les sources renouvelables telles que l'énergie éolienne et solaire. Il est donc prévu d'atteindre un CAGR de 14.68% de 2022 à 2027, portant son chiffre de 244 millions de dollars à 609 millions de dollars, soit près de 2.5 fois son total initial.
Batteries sodium-ion : l'avenir des batteries rechargeables ?
Plus durable
Juillet 2022 a marqué un mois jubilatoire dans l'histoire du développement des batteries sodium-ion, car la première semaine du mois a vu un site Web d'actualités scientifiques rapports une découverte peut-être passionnante sur une nouvelle formule de remplacement d'électrolyte pour les batteries sodium-ion, qui a non seulement augmenté le courant de charge/décharge, mais a également réussi à maintenir une performance stable même après avoir atteint plus de 900 cycles. La percée dans l'itération des batteries sodium-ion ne s'est pas arrêtée là, mais s'est poursuivie avec une grande annonce de rupture environ une semaine plus tard, à travers le communiqué de presse du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) du ministère de l'Énergie.
En fait, les batteries sodium-ion avaient été placées sous les feux de la rampe il y a exactement environ un an, en juillet 2021, lorsque Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL), le plus grand fabricant mondial de batteries lithium-ion pour véhicules électriques ( EV), a lancé sa première génération de batteries sodium-ion pour véhicules électriques. Les découvertes de l'équipe PNNL au début du troisième trimestre 2022 ont cependant définitivement relevé la barre de l'amélioration des batteries sodium-ion, puisque la technologie conçue par PNNL prétendait avoir fondamentalement modifié la conception des batteries sodium-ion pour surmonter certains défis techniques de longue date.
L'une des mises à jour les plus remarquables de leur nouvelle recette de batterie sodium-ion est que l'équipe de recherche parvient à prolonger la durée de vie de la batterie dans les tests de laboratoire avec une torsion intelligente dans les composants du noyau liquide. À la suite de ce changement de formule, la stabilisation des électrolytes des batteries sodium-ion, qui sont l'élément vital qui maintient la circulation de l'énergie dans les batteries, s'est améliorée et a ainsi contribué à améliorer la durabilité des batteries.
Les chercheurs du PNNL se sont également penchés sur les problèmes de sécurité des batteries sodium-ion par rapport aux systèmes lithium-ion en vue d'une nature d'activité chimique bien plus élevée que le lithium, ce qui augmente le risque d'explosion ou d'accidents graves. Ils ont proposé l'adoption d'une substance extinctrice capable de fonctionner à haute tension et résistante à différentes températures. Le résultat de cette nouvelle fonctionnalité est la création d'une couche protectrice stable et extrêmement fine sur l'anode qui aide à offrir une longue durée de vie aux batteries sodium-ion.
Il est crucial de noter que tous ces développements permettent aux chercheurs de préserver jusqu'à 90 % de la capacité des batteries sodium-ion, ce qui signifie qu'il y aurait très peu de perte de capacité même après un cycle de charge prolongé de plus de 300 cycles. En d'autres termes, toutes ces améliorations récentes contribuent à prolonger davantage l'existant 10 ans de durée de vie prévue de l'ion sodium piles. Pour mettre ces dernières avancées en perspective, la majorité des constructeurs garantis 300-500 cycles de charge or 3-5 ans avant une perte d'environ 20% (80% retenu) dans les performances de capacité des batteries lithium-ion.
Réduction des coûts
Les coûts du sodium sont incontestablement inférieurs à ceux du lithium du point de vue des ressources naturelles, car le sodium est répertorié comme numéro 6e élément le plus souvent trouvé dans le monde, représentant 2.6 % de la croûte terrestre. Le lithium, en revanche, ne représente qu'environ 0.002 % et est classé 33ème sur le graphique au lieu. La comparaison des coûts entre les batteries sodium-ion et les batteries lithium-ion n'est en fait pas nouvelle ; chercheurs à l'université de Stanford, par exemple, avait souligné le fait évident que le sodium-ion est une meilleure alternative du point de vue des coûts et s'est efforcé de populariser son utilisation à grande échelle pour aider à réduire les coûts de production globaux des batteries rechargeables. Gardez à l'esprit que, cependant, le rapport de l'Université de Stanford a été réalisé il y a plus de 5 ans, lorsque les prix du lithium étaient encore stabilisés à environ 160,000 24,000 RMB la tonne (environ XNUMX XNUMX USD/tonne à l'époque).
À ce jour, le prix du lithium continue de monter en flèche et a bondi de plus de 350 % par rapport à il y a 5 ans, atteignant un niveau record de plus de 590,000 XNUMX RMB par tonne à partir de novembre 2022. L'augmentation spectaculaire des matières premières au lithium est conforme à la montée en flèche de la demande de véhicules électriques (VE) à partir du 4e trimestre 2020. Le fait que la plupart des matières premières pour le lithium soient transformées en produits de qualité batterie en Chine a encore exacerbé la situation, car cela signifie que le coût du stockage de l'énergie est également influencé par les frais d'expédition internationaux, qui ont été fortement affectés par la perturbation de la santé mondiale. et l'industrie de la chaîne d'approvisionnement ces dernières années.
La forte hausse constante des prix est donc une raison cruciale pour trouver dès maintenant un substitut aux composants à base de lithium, et l'ion sodium naturellement abondant, qui assure son approvisionnement et sa disponibilité, est lui-même une justification pour une option fiable à faible coût. Cela fournit une raison impérieuse dans la recherche du processus d'amélioration des batteries sodium-ion, en particulier lorsque la plupart des experts de l'industrie pensent qu'un remplacement du sodium peut aider à réduire les coûts des batteries rechargeables en autour de 20-40%.
À plus grande échelle
Alors que la majorité d'entre nous utilisent probablement des batteries lithium-ion pour nos téléphones, ordinateurs portables, appareils électroniques assortis et voitures électriques, ainsi que divers secteurs d'utilisation finale aujourd'hui, beaucoup d'entre nous ne savent peut-être pas que ces batteries sont utilisées dans plus d'applications que ces fonctions communément connues. Outre les industries des appareils électroniques et des véhicules électriques, les deux autres plus grands marchés des batteries lithium-ion sont cités comme manutention de machinerie lourde et stockage d'énergie domaines, notamment le secteur des énergies renouvelables.
Et la bonne nouvelle, c'est que le secteur des énergies renouvelables devrait doubler sa valeur en 10 ans, passant de 881.7 milliards de dollars en 2020 à 1,977.6 2030 milliards de dollars en 8.4, atteignant un TCAC de XNUMX %. Cependant, malgré ce formidable potentiel, alors que les coûts du lithium atteignent désormais un niveau record, la pérennité de la demande de lithium-ion pour le secteur des énergies renouvelables est remise en question. Cela est particulièrement vrai compte tenu de la quantité substantielle de besoins énergétiques provenant de l'industrie des énergies renouvelables, car cela implique un coût total global considérablement plus élevé si les prix du lithium continuent de monter en flèche.
Pendant ce temps, mis à part le facteur coût, les batteries lithium-ion sont en fait pas une option écologique, notamment lorsqu'il s'agit de stockage à grande échelle puisque des métaux toxiques tels que le cobalt et le nickel se retrouvent dans le lithium-ion. Ces métaux peuvent causer des dommages aux sources d'eau et aux écosystèmes lorsqu'ils sont éliminés. L'élimination inappropriée des batteries lithium-ion a également été liée à des incendies dans des décharges ou des installations de recyclage de batteries.
Heureusement, ni le coût ni les préoccupations environnementales associées aux batteries lithium-ion ne concernent du tout les batteries sodium-ion puisque le sodium est naturellement abondant à partir de matériaux bon marché facilement disponibles avec une recyclabilité élevée et une sécurité améliorée. Tous ces facteurs font du sodium-ion un meilleur candidat non seulement pour les applications de batterie standard pour les appareils électroniques courants, mais également pour un déploiement à plus grande échelle, comme le stockage d'énergie pour les énergies renouvelables.
Effet durable
Les efforts de développement incessants des scientifiques et des chercheurs dans une quête continue pour affiner les matières premières disponibles pour un remplacement moins cher et meilleur pour le domaine de l'énergie ont conduit aux dernières découvertes et améliorations des batteries sodium-ion. Plusieurs preuves présentées par des scientifiques ont prouvé que les batteries sodium-ion peuvent être une alternative plus durable que les batteries lithium-ion, en particulier pour les applications à plus grande échelle compte tenu des coûts réduits, de l'abondance naturelle et des caractéristiques durables du sodium.
La croissance régulière et exceptionnelle de la demande de stockage d'énergie à grande échelle pour le domaine des énergies renouvelables signifie qu'il existe une énorme marge de croissance pour les batteries sodium-ion, en particulier avec leur cycle d'itération de produit croissant. Il est donc recommandé aux investisseurs intéressés d'entrer sur le marché avant son apogée. Pour plus d'informations sur les inspirations du commerce de gros et les idées d'approvisionnement, visitez Chovm lit dès aujourd’hui.
