나트륨 이온: 충전식 배터리의 미래가 도래할까?

필요할 때마다 휴대폰 배터리를 분리하여 별도로 충전하거나 직접 교체할 수 있었던 시절은 지났습니다. 사실, 현재 시중에 판매되는 스마트폰용 배터리는 거의 모두 내장형이어서 완전히 분리할 수 없습니다. 이는 또한 우리 대부분이 요즘 휴대폰에 전원을 공급하는 충전식 배터리의 종류에 대해 전혀 알지 못한다는 것을 의미합니다. 이에 대한 짧은 답은 리튬 배터리이지만, 긴 답은 리튬 배터리의 두 가지 주요 유형, 즉 리튬 이온(Li-ion)과 리튬 폴리머(Li-po) 배터리입니다.

현재 대부분의 iPhone 및 Samsung 휴대전화 모델에 가장 인기 있는 휴대전화 배터리 유형은 리튬 이온 배터리이지만, 리튬 폴리머 배터리는 Samsung 및 Xiaomi를 포함한 점점 더 많은 주요 브랜드를 따라잡고 있습니다. 이들 브랜드의 휴대전화는 리튬 폴리머 배터리로 뒷받침되는 더욱 강력한 모델을 출시하고 있기 때문입니다. 그러나 리튬 배터리 제품군 간의 씨름이 계속되는 동안, 나트륨 이온 배터리(Na-ion)는 충전식 배터리 산업을 강타할 가능성이 있는 또 다른 새로운 후보로 조용히 등장했습니다. 나트륨 기반 배터리가 왜 그렇게 특별한지, 많은 사람이 이를 충전식 배터리의 미래로 보는 이유, 그리고 물론 이와 함께 제공되는 사업 기회를 알아보려면 계속 읽어보세요.

차례
충전식 전지 시장 상황
나트륨 이온 배터리: 충전식 배터리의 미래?
지속적인 효과

충전식 전지 시장 상황

충전식 배터리 시장은 109.5년에 2022억 달러 규모로 평가되었으며 앞으로도 급증할 것으로 예상됩니다. US $ 165.5 십억 2028년까지 연평균 성장률(CAGR) 6.93%를 달성할 것으로 예상됩니다. 충전식 배터리 시장 중에서 리튬이온 배터리 시장 점유율은 분명히 확실한 시장 리더이며, 또 다른 글로벌 시장 연구 이 기사에서는 18.1년까지 연평균 성장률 182.53%로 가치가 증가하여 2030달러를 넘어설 것으로 예측했습니다.

반면, 나트륨 이온 배터리는 나트륨 이온 배터리 기술의 선구자인 Faradion Limited가 인도의 Reliance Industries 자회사 중 하나에 인수된 이후 대중의 관심을 다시 불러일으켰습니다. 원 100 만 2022년 초. 나트륨 이온 배터리 시장의 잠재력 에너지 저장 시스템 특히 풍력 및 태양광과 같은 재생 가능 에너지원 중에서는 상당한 것으로 예상됩니다. 따라서 14.68 %의 CAGR 2022년부터 2027년까지 예산은 244억 609만 달러에서 2.5억 XNUMX만 달러로 늘어나 원래 총액의 약 XNUMX배가 됩니다.

나트륨 이온 배터리: 충전식 배터리의 미래?

오래 지속

2022년 XNUMX월은 나트륨 이온 배터리 개발 역사상 환희에 찬 달이었습니다. 그 달의 첫 주에 과학 뉴스 웹사이트가 등장했습니다. 신고 나트륨 이온 전지를 대체할 새로운 전해질 공식에 대한 흥미로운 발견이 될 수 있으며, 이는 충전/방전 전류를 증가시켰을 뿐만 아니라 900회 이상의 사이클을 거친 후에도 안정적인 성능을 유지했습니다. 나트륨 이온 전지 반복의 획기적인 발전은 거기서 끝나지 않고 약 XNUMX주일 후에 큰 돌파구 발표로 이어졌습니다. 릴리스를 누르십시오 에너지부 산하 태평양 북서부 국립 연구소(PNNL)에서.

사실, 나트륨 이온 배터리는 정확히 2021년 전인 XNUMX년 XNUMX월부터 각광을 받았습니다. 당시 세계 최대의 전기 자동차(EV)용 리튬 이온 배터리 제조업체인 Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.(CATL)가 XNUMX세대 나트륨 이온 배터리를 출시했습니다. EV용 나트륨 이온 배터리. 그러나 2022년 XNUMX분기 초 PNNL 팀의 발견은 PNNL이 설계한 기술이 일부 장기적인 기술적 과제를 극복하기 위해 나트륨 이온 배터리 설계를 근본적으로 변경했다고 주장했기 때문에 나트륨 이온 배터리 개선의 기준을 확실히 높였습니다.

새로운 디자인 나트륨 이온 배터리 제조법에서 가장 주목할 만한 업데이트 중 하나는 연구팀이 액체 코어 구성 요소를 교묘하게 바꾸어 실험실 테스트에서 배터리의 수명을 연장하는 데 성공했다는 것입니다. 이러한 공식 전환의 결과로 배터리의 에너지 순환을 유지하는 생명선 역할을 하는 나트륨 이온 배터리의 전해질에 대한 안정화가 개선되어 배터리의 내구성을 향상시키는 데 도움이 되었습니다.

PNNL 연구원들은 또한 리튬 이온 시스템에 비해 나트륨 이온 배터리의 안전성 문제를 다음과 같이 언급했습니다. 리튬보다 훨씬 더 높은 화학적 활동성, 폭발이나 심각한 사고의 위험을 증가시킵니다. 그들은 고전압에서 작동할 수 있고 다양한 온도에 강한 소화 물질을 채택했습니다. 이 새롭게 개발된 기능의 결과는 양극에 안정적이고 매우 얇은 보호 층을 생성하여 나트륨 이온 배터리의 긴 사이클 수명을 제공하는 데 도움이 됩니다.

이러한 모든 개발로 연구자들은 나트륨 이온 배터리 용량의 최대 90%를 보존할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 즉, 300회 이상의 충전 주기를 연장한 후에도 용량 손실이 거의 없을 것입니다. 다시 말해, 이러한 최근의 모든 개선 사항은 기존 나트륨이온의 기대수명은 10년 배터리. 이러한 최신 발전을 관점에 두기 위해 대부분의 제조업체는 다음을 보장했습니다. 300-500회 충전 사이클 or 3~5년 후 약 20% 손실 예상 (80% 유지) 리튬 이온 배터리의 용량 성능이 향상되었습니다.

비용 절감

나트륨의 비용은 천연 자원 관점에서 리튬보다 확실히 낮습니다. 6번째로 가장 흔히 발견되는 원소 세계에서 지구 지각의 2.6%를 차지합니다. 반면 리튬은 약 0.002%에 불과하며 차트에서 33위에 올랐습니다 대신. 나트륨 이온 배터리와 리튬 이온 배터리의 비용 비교는 사실 새로운 것이 아닙니다. 스탠포드 대학의 연구원들예를 들어, 나트륨 이온이 비용 측면에서 더 나은 대안이라는 사실을 지적하고, 충전식 배터리의 전체 생산 비용을 낮추는 데 도움이 되도록 널리 사용하도록 대중화하려고 노력했습니다. 그러나 스탠포드 대학의 보고서는 5년 이상 전에 작성되었으며, 당시 리튬 가격은 톤당 약 160,000위안(당시 톤당 약 24,000달러)으로 여전히 안정되어 있었습니다.

현재까지 리튬 가격은 계속해서 급등하고 있으며 350년 전에 비해 5% 이상 급등하여 역대 최고치를 기록했습니다. 톤당 590,000위안 2022년 4월 현재. 리튬 원료의 급격한 증가는 2020년 XNUMX분기부터 급증하는 전기 자동차(EV) 수요와 일치합니다. 대부분의 리튬 원료가 중국에서 배터리 등급 제품으로 가공된다는 사실은 에너지 저장 비용이 최근 몇 년 동안 글로벌 건강 및 공급망 산업의 혼란으로 인해 큰 영향을 받은 국제 운송료의 영향을 받는다는 것을 의미하기 때문에 상황을 더욱 악화시켰습니다.

따라서 큰 상수 가격 상승은 지금 리튬 기반 구성 요소의 대체품을 찾는 중요한 이유이며, 공급과 가용성을 보장하는 자연적으로 풍부한 나트륨 이온은 그 자체로 신뢰할 수 있는 저비용 옵션에 대한 정당성입니다. 이는 나트륨 이온 배터리의 개선 프로세스에 대한 연구 탐구에서 설득력 있는 이유를 제공하며, 특히 대부분의 산업 전문가가 나트륨 대체품이 충전식 배터리의 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 믿고 있기 때문입니다. 20-40 % 주변.

더 큰 규모

오늘날 우리 대부분은 휴대전화, 노트북, 각종 전자 기기, 전기 자동차, 그리고 다양한 최종 사용 부문에 리튬 이온 배터리를 사용하고 있지만, 우리 중 많은 사람들은 이러한 배터리가 일반적으로 알려진 기능보다 더 많은 응용 분야에서 사용된다는 사실을 알지 못할 수도 있습니다. 전자 기기와 EV 산업 외에도 리튬 이온 배터리의 다른 두 가지 가장 큰 시장은 다음과 같습니다. 중장비 취급 및 에너지 저장 특히 재생 에너지 분야가 그렇습니다.

그리고 좋은 소식은 재생 에너지 부문이 10년 안에 가치가 두 배로 증가할 것으로 예상된다는 것입니다. US $ 881.7 십억 2020년에는 1,977.6조 2030억 달러로 8.4년에는 XNUMX%의 CAGR에 도달할 것입니다. 그러나 이러한 엄청난 잠재력에도 불구하고 리튬 비용이 현재 사상 최고 수준에 도달하면서 재생 에너지 부문에 대한 리튬 이온 수요의 지속 가능성은 의문시됩니다. 이는 재생 에너지 산업에서 상당한 양의 에너지 수요가 발생하고 있다는 점을 감안할 때 특히 그렇습니다. 리튬 가격이 계속 급등하면 전체 총 비용이 상당히 높아질 것이기 때문입니다.

한편, 비용 요소를 제외하면 리튬 이온 배터리는 실제로 환경 친화적인 옵션이 아닙니다특히, 리튬 이온에는 코발트와 니켈과 같은 독성 금속이 포함되어 있기 때문에 대규모 저장의 경우 더욱 그렇습니다. 이러한 금속은 폐기 시 수원과 생태계에 피해를 줄 수 있습니다. 리튬 이온 배터리의 부적절한 폐기는 매립지나 배터리 재활용 시설에서 발생하는 화재와도 관련이 있습니다.

다행히도 리튬 이온 배터리와 관련된 비용이나 환경 문제는 나트륨 이온 배터리와 전혀 관련이 없습니다. 나트륨은 쉽게 구할 수 있는 저렴한 재료에서 자연적으로 풍부하고 재활용성이 높고 안전성이 개선되었기 때문입니다. 이러한 모든 요소로 인해 나트륨 이온은 일반적인 전자 기기의 표준 배터리 애플리케이션뿐만 아니라 재생 에너지의 에너지 저장과 같은 훨씬 더 대규모 배포에도 더 나은 후보가 됩니다.

지속적인 효과

과학자와 연구자들이 에너지 분야를 더 저렴하고 더 잘 대체하기 위해 사용 가능한 원자재를 정제하려는 끊임없는 노력으로 나트륨 이온 배터리에 대한 최신 발견과 개선이 이루어졌습니다. 과학자들이 제시한 여러 증거에 따르면 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리에 비해 더 오래 지속되는 대안이 될 수 있으며, 특히 더 낮은 비용, 자연적 풍부함, 나트륨의 지속 가능한 특징을 고려할 때 대규모 응용 분야에서 그렇습니다.

재생 에너지 분야에 대한 대규모 에너지 저장 수요의 예외적으로 꾸준한 성장은 나트륨 이온 배터리에 대한 엄청난 성장 여지가 있음을 의미하며, 특히 제품 반복 주기가 증가함에 따라 더욱 그렇습니다. 따라서 관심 있는 투자자는 정점에 도달하기 전에 시장에 진입하는 것이 좋습니다. 도매 사업 영감과 소싱 아이디어에 대한 자세한 내용은 다음을 방문하세요. 알리바바 리즈 .