Прошли те времена, когда мы могли с радостью извлекать аккумуляторы из наших мобильных телефонов, чтобы заряжать их отдельно или заменять их самостоятельно, когда это необходимо. Ведь почти все аккумуляторы для смартфонов на рынке сейчас встроенные, что делает их полностью несъемными. Это также означает, что большинство из нас, вероятно, понятия не имеют о типе перезаряжаемых батарей, которые питают наши телефоны в настоящее время. Короткий ответ на этот вопрос — литиевые батареи, однако длинный ответ — это два основных типа литиевых батарей — литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-po) батареи.
В то время как литий-ионные аккумуляторы в настоящее время являются наиболее популярным типом аккумуляторов для большинства моделей телефонов iPhone и Samsung, литий-ионные аккумуляторы догоняют все больше и больше крупных брендов, включая Samsung и Xiaomi, поскольку их телефоны выпускают более мощные модели, поддерживаемые Литий-полимерные аккумуляторы. Тем не менее, хотя борьба среди производителей литиевых батарей продолжается, натрий-ионные батареи (Na-ion) незаметно стали еще одним новым кандидатом, который, вероятно, возьмет штурмом индустрию перезаряжаемых батарей. Читайте дальше, чтобы узнать, что делает натриевые батареи такими особенными, почему многие видят в них будущее аккумуляторных батарей и, конечно же, какие возможности для бизнеса они открывают.
Содержание
Ситуация на рынке аккумуляторных батарей
Натрий-ионные аккумуляторы: будущее перезаряжаемых аккумуляторов?
Длительный эффект
Ситуация на рынке аккумуляторных батарей
Рынок перезаряжаемых батарей в 109.5 году оценивался в 2022 млрд долларов США, и ожидается, что он вырастет до 165.5 миллиардов долларов США к 2028 году, достигнув совокупного годового темпа роста (CAGR) в 6.93%. Среди рынка перезаряжаемых аккумуляторов доля рынка литий-ионных аккумуляторов, несомненно, является бесспорным лидером рынка, а еще одним глобальным рынком является исследованиям статья, предсказывающая, что его стоимость увеличится в среднем на 18.1% и достигнет более 182.53 долларов США к 2030 году.
С другой стороны, натрий-ионные аккумуляторы вновь вызвали общественный интерес после того, как пионер технологии натрий-ионных аккумуляторов Faradion Limited был полностью приобретен одной из дочерних компаний Reliance Industries в Индии по цене 100 миллиона фунтов стерлингов в начале 2022 года. Потенциал рынка натрий-ионных аккумуляторов для системы накопления энергии ожидается, что она будет значительной, особенно среди возобновляемых источников, таких как энергия ветра и солнца. Таким образом, прогнозируется достижение Среднегодовой темп роста 14.68% с 2022 по 2027 год, в результате чего его цифра увеличилась с 244 миллионов долларов до 609 миллионов долларов, что почти в 2.5 раза больше первоначальной суммы.
Натрий-ионные аккумуляторы: будущее перезаряжаемых аккумуляторов?
Более длительный
Июль 2022 года стал знаменательным месяцем в истории разработки натрий-ионных аккумуляторов, так как в первую неделю месяца появился сайт научных новостей. сообщают возможно, захватывающее открытие новой замены формулы электролита для натрий-ионных аккумуляторов, которая не только увеличила ток заряда/разряда, но и сумела сохранить стабильную работу даже после достижения 900+ циклов. Прорыв в итерации натрий-ионных батарей не остановился на этом, а продолжился объявлением о большом перерыве примерно через неделю, через пресс-релизе из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) при Министерстве энергетики.
Фактически, натрий-ионные батареи оказались в центре внимания ровно год назад, еще в июле 2021 года, когда компания Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL), крупнейший в мире производитель литий-ионных аккумуляторов для электромобилей ( EV), выпустила свое первое поколение натрий-ионные аккумуляторы для электромобилей. Однако открытия, сделанные командой PNNL в начале третьего квартала 2022 года, определенно подняли планку совершенствования натрий-ионных аккумуляторов, поскольку заявленная технология, разработанная PNNL, коренным образом изменила конструкцию натрий-ионных аккумуляторов, чтобы преодолеть некоторые давние технические проблемы.
Одно из самых замечательных обновлений в их новой конструкции натрий-ионной батареи заключается в том, что исследовательской группе удается продлить срок службы батареи в лабораторных тестах с помощью хитрого поворота компонентов с жидким ядром. В результате этого переключения формулы улучшилась стабилизация электролитов натрий-ионных аккумуляторов, которые служат источником жизненной силы, поддерживающей циркуляцию энергии в аккумуляторах, что помогло увеличить срок службы аккумуляторов.
Исследователи PNNL также рассмотрели проблемы безопасности натрий-ионных батарей по сравнению с литий-ионными системами с учетом гораздо более высокая химическая активность, чем у лития, что увеличивает риск взрыва или серьезных аварий. Они придумали принять огнетушащее вещество, которое может работать при высоких напряжениях и устойчиво к разным температурам. Результатом этой недавно разработанной функции является создание стабильного, чрезвычайно тонкого защитного слоя на аноде, который помогает обеспечить длительный срок службы натрий-ионных аккумуляторов.
Важно отметить, что все эти разработки позволяют исследователям сохранять до 90% емкости натрий-ионных аккумуляторов, а это означает, что потеря емкости будет очень незначительной даже после продолжительного цикла зарядки, составляющего более 300 циклов. Другими словами, все эти недавние усовершенствования помогают продлить существующую 10 лет ожидаемого срока службы иона натрия батареи. Чтобы представить эти последние достижения в перспективе, большинство производителей гарантировали 300-500 циклов зарядки or 3-5 лет до потери около 20% (осталось 80%) по емкости для литий-ионных аккумуляторов.
Снижение затрат
Затраты на натрий безошибочно ниже, чем на литий с точки зрения природных ресурсов, поскольку натрий указан как номер 6 наиболее часто встречающийся элемент в мире, что составляет 2.6% земной коры. Литий, с другой стороны, составляет всего около 0.002% и занял 33-е место в чарте вместо. Сравнение затрат между натрий-ионными батареями и литий-ионными батареями на самом деле не является чем-то новым; исследователи из Стэнфордского университета, например, указал на очевидный факт, что ион натрия является лучшей альтернативой с точки зрения затрат, и стремился популяризировать его широкое использование, чтобы помочь снизить общие производственные затраты на перезаряжаемые батареи. Имейте в виду, однако, что отчет Стэнфордского университета был сделан более 5 лет назад, когда цены на литий все еще стабилизировались на уровне около 160,000 24,000 юаней за тонну (около XNUMX XNUMX долларов США за тонну на тот момент).
На сегодняшний день цена на литий продолжает расти и выросла более чем на 350% по сравнению с 5-летней давностью, достигнув исторического максимума в более чем 590,000 XNUMX юаней за тонну по состоянию на ноябрь 2022 года. Резкий рост литиевого сырья соответствует стремительному росту спроса на электромобили (EV) с 4-го квартала 2020 года. Тот факт, что большая часть сырья для лития перерабатывается в продукты для аккумуляторов в Китае, еще больше усугубляет ситуацию, поскольку это означает, что на стоимость хранения энергии также влияют сборы за международную доставку, на которые сильно повлияло нарушение глобального здравоохранения. и цепочки поставок в последние годы.
Таким образом, значительный постоянный рост цен является важной причиной для поиска замены компонентам на основе лития уже сейчас, а естественное изобилие ионов натрия, которое обеспечивает их наличие и доступность, само по себе является оправданием для надежного недорогого варианта. Это дает веские основания для проведения исследований по улучшению процесса для натрий-ионных аккумуляторов, особенно когда большинство отраслевых экспертов считают, что замена натрия может помочь снизить стоимость перезаряжаемых аккумуляторов за счет вокруг 20-40%.
Более крупный масштаб
Хотя сегодня большинство из нас, вероятно, используют литий-ионные аккумуляторы для своих телефонов, ноутбуков, различных электронных устройств и электромобилей, а также в различных секторах конечного использования, многие из нас могут не знать, что эти аккумуляторы используются в большем количестве приложений, чем эти общеизвестные функции. Помимо производства электронных устройств и электромобилей, два других крупнейших рынка литий-ионных аккумуляторов упоминаются как обработка тяжелой техники и хранение энергии области, в частности сектор возобновляемых источников энергии.
И хорошая новость: ожидается, что сектор возобновляемых источников энергии удвоит свою стоимость за 10 лет, начиная с 881.7 миллиардов долларов США в 2020 году до 1,977.6 2030 млрд долларов США в 8.4 году, достигнув среднегодового темпа роста XNUMX%. Однако, несмотря на этот огромный потенциал, когда стоимость лития достигла рекордно высокого уровня, устойчивость спроса на литий-ион для сектора возобновляемых источников энергии находится под вопросом. Это особенно верно, учитывая значительный объем потребностей в энергии, исходящий от отрасли возобновляемых источников энергии, поскольку это означает, что потребуется значительно более высокая общая стоимость, если цены на литий продолжат расти.
Между тем, если оставить в стороне фактор стоимости, литий-ионные батареи на самом деле не экологически чистый вариант, особенно когда речь идет о крупномасштабном хранении, поскольку токсичные металлы, такие как кобальт и никель, содержатся в литий-ионе. Эти металлы могут нанести вред водным источникам и экосистемам при утилизации. Неправильная утилизация литий-ионных аккумуляторов также связана с пожарами на свалках или предприятиях по переработке аккумуляторов.
К счастью, ни стоимость, ни экологические проблемы, связанные с литий-ионными батареями, вообще не имеют отношения к натрий-ионным батареям, поскольку натрий естественным образом содержится в легкодоступных дешевых материалах с высокой степенью пригодности для вторичной переработки и повышенной безопасностью. Все эти факторы делают ион натрия лучшим кандидатом не только для стандартных применений батарей для обычных электронных устройств, но и для гораздо более масштабных применений, таких как накопление энергии для возобновляемых источников энергии.
Длительный эффект
Неустанные усилия ученых и исследователей в постоянном стремлении усовершенствовать доступное сырье для более дешевой и лучшей замены энергетическому полю привели к последним открытиям и усовершенствованиям натрий-ионных батарей. Несколько доказательств, представленных учеными, доказали, что натрий-ионные батареи могут быть более долговечной альтернативой литий-ионным батареям, особенно для более масштабных приложений с учетом более низких затрат, природного изобилия и устойчивых свойств натрия.
Исключительно устойчивый рост спроса на крупномасштабное хранение энергии в области возобновляемых источников энергии означает, что существуют огромные возможности для роста для натрий-ионных батарей, особенно с увеличением цикла итерации их продукта. Поэтому заинтересованным инвесторам рекомендуется выходить на рынок до его пика. Для получения дополнительной информации об источниках вдохновения для оптового бизнеса и поиске идей посетите веб-сайт Алибаба читает прямо сейчас
