Viimasel ajal esitab üha rohkem kliente meile küsimust, kas naatrium-ioonaku asendab tulevikus liitiumaku. Mis on naatriumioonaku ja liitiumaku peamine erinevus? Siin selgitame üksikasjalikult.
CATL-i naatriumioonpatareide avaliku konverentsina on tulemas naatriumioonakude ajastu. Nüüd eeldatakse, et CATL kiirendab naatriumioonakude industrialiseerimist ja asendab tulevikus osaliselt raud-liitiumakud.
Mis on naatriumioonaku? Millised on selle eelised ja puudused ning tulevikuväljavaated? Meie otsus on järgmine:
1) Naatriumioonaku ei ole uus tehnoloogia, puudub nn "läbimurdeline" innovatsioon, pigem on see tehnoloogiline iteratsioon;
2) Naatriumioonakudel on selged eelised ja puudused, suured ressursid ja kulueelised, mistõttu neil on head kasutusväljavaated energiasalvestite, kaherattaliste elektrisõidukite ja A00-klassi madala kiirusega sõidukite valdkonnas. Madal energiatihedus muudab aga raskeks vastupidavate autoakude vahetamise (välja arvatud juhul, kui järgmise põlvkonna naatriumioonakude energiatihedus võib ületada 200Wh/kg);
3) Arvestades, et naatriumivarud on liitiumist suuremad, peaksid ettevõtted energiajulgeoleku tagamiseks pöörama piisavalt tähelepanu naatriumakude strateegilisele tähtsusele tehnilise reservina.
1. Mis on naatriumioonaku?
Naatriumioonpatareide uurimist saab jälgida 1970. aastatest. Viimase 10 aasta jooksul on sellega seotud uuringud toonud kaasa läbilöögi ja tööstus on hakanud paika panema. Sarnaselt liitiumioonaku kiiktooli tööpõhimõttega sõltub naatriumioonaku töötamiseks naatriumioonide liikumisest positiivse ja negatiivse elektroodi vahel.
Suurim erinevus naatriumioonaku ja liitiumaku vahel on katoodmaterjal:
1) Naatriumioonaku kasutab NaCuFeMnO/pehme süsiniku süsteemi võrreldes liitiumraudfosfaadi/grafiidi süsteemiga;
2) Valige negatiivse elektroodi jaoks süsinikupõhised materjalid, siirdemetallide oksiidid, sulamimaterjalid jne;
3) Valige elektrolüüdiks naatriumsool, näiteks naatriumheksafluorofosfaat vs liitiumaku;
4) Anoodi voolukollektor on alumiiniumfoolium vs liitium-vaskfoolium.
Tootmis- ja tootmisseadmete osas on naatriumioonakudel ja liitiumakudel kõrge ühilduvus.
Mis on naatriumioonakude areng?
Alates 2021. aastast on ülemaailmne akude nõudluse kiire kasv hakanud silmitsi seisma liitiumiressursside piiratuse probleemiga. Tuuleandmed, 2021/07/20 seisuga on liitiumkarbonaadi hind sel aastal tõusnud 66% ja liitiumhüdroksiidi hind 96%.
Võrreldes liitiumiressurssidega on naatriumivarud rikkad ja laialt levinud, naatriumakudel on pärast laiaulatuslikku kommertskasutust suurem kulueelis.
2. Võrrelge liitiumakude eeliseid ja puudusi ning töötage välja naatriumioonakud
Võrreldes liitiumakudega on naatriumioonakudel järgmised eelised:
1) Rikkalikud ressursid, naatriumioonakude peamise laengukandja naatriumiioonide maakoore arvukus on umbes 2,36%, mis on palju suurem kui 0,002% liitiumioonist;
2) Maksumus on madalam. Naatriumioonakude katoodmaterjali maksumus (NaCuFeMnO/pehme süsiniku süsteem) moodustab ainult 40% liitiumioonakude katoodmaterjali maksumusest (liitiumraudfosfaat/grafiitsüsteem);
3) Ohutumalt on naatriumioonakul suhteliselt stabiilne elektrokeemiline jõudlus.
Liitiumaku ja naatriumioonaku puudused:
1) Energiatihedus on madal. Naatriumioonakude elementide praegune ühe energiatihedus on vaid 120 Wh/kg, mis on oluliselt madalam kui liitiumraudfosfaatpatareide 180 Wh/kg ja kolmekomponentsete 240 Wh/kg.
2) Tsükli eluiga on suhteliselt lühike. Naatriumioonakude praegused tsükliajad on kuni umbes 1500 korda, mis on oluliselt madalam kui 6000 korda liitiumraudfosfaatakude ja 3000 korda NMC akude puhul.
3) Tööstuskett on endiselt ebatäiuslik. Kuna inseneriseadmeid ja tarneahelat toetavaid rajatisi pole veel moodustatud, on praegune tootmiskulu kõrgem kui liitiumakudel.
3. Naatriumioonakudel on kümneid miljardeid tururuume
Ülaltoodud analüüsi abil selgub, et naatriumioonakudel on väga selged eelised ja puudused.
Tohutud ressursid ja kulueelised eeldavad, et sellel on laialdased kasutusvõimalused energia salvestamise, elektriliste kaherattaliste sõidukite ja A00-klassi autode valdkonnas. Madal energiatihedus on aga viinud vähese vastavuseni uute energiasõidukite pikaajaliste vastupidavusnõuetega.
CITIC Securities usub, et tänu oma kulueelisele hakatakse naatriumioonakusid turustama energiasalvestites, ehitusmasinates, side tugijaamades, kaherattalistes sõidukites ja muudes väiksema energiatiheduse nõuetega stsenaariumides. Tehnoloogia moodustab teatud lisa.
Everbright Securities usub, et naatriumioonakudel on head kasutusväljavaated energiasalvestite, elektriliste kaherattaliste ja A00-klassi autode valdkonnas. Hinnanguliselt on 2025. aastal kodumaine energiasalvestusnõudlus 48GWh, kaherattalised 41GWh ja A00-klassi autod 34GWh. Praegu kasutavad need kolm stsenaariumi peamiselt liitiumraudfosfaatpatareisid. Kui naatriumioonakude industrialiseerimine edeneb sujuvalt, vahetatakse välja raud-liitiumakud.
Nüüd loobub üha enam ettevõtteid naatriumioonakude uurimisest ja turustamisest. VTC Power jätkab ka seda sammu ja investeerib tulevase turu jaoks miljardeid RMB-sid naatriumioonakudesse.
VTC Power Co., LTD, naatriumioonaku, liitiumaku, liitiumioonaku, lifepo4 aku, energiasalvestuse aku, EV aku
