Las baterías de sodio avanzan por tres vías técnicas en 2023

● La densidad energética y la tasa de rendimiento de los óxidos estratificados son las mejores entre las tres vías técnicas, y la industrialización se ha completado en primer lugar.

● Los compuestos polianiónicos presentan una gran estabilidad y estabilidad electroquímica, y tienen el ciclo de vida teórico más largo. Tienen amplias perspectivas de aplicación en el aterrizaje de vehículos de baja velocidad y el almacenamiento de energía, y su velocidad de industrialización es relativamente rápida.

● En cuanto a los compuestos prusianos, debido a la producción de cristalización y a la generación de gases tóxicos tras el desbordamiento térmico, el progreso actual de industrialización es relativamente lento.

El camino hacia la industrialización de las pilas de óxido de sodio en capas

Los óxidos estratificados son actualmente la principal vía tecnológica para las baterías de sodio, y su estructura puede compararse a la de los materiales ternarios en batería ternaria de litiocon una capacidad específica relativamente alta.

Dificultades como el fácil cambio de fase, el alto álcali residual y la fácil absorción de humedad pueden resolverse dopando otros elementos, y su flujo de proceso es similar al del ternario. materiales para bateríasy es la primera en completar la industrialización.

Desde principios de 2023, muchas empresas han anunciado oficialmente proyectos de energía de sodio, lo que promoverá aún más la aplicación de las baterías de óxido de sodio en capas.

En el mercado de los vehículos ligeros, PHYLION lanzó el 12 de enero la batería de sodio de primera generación "Super Sodium F1", que se utilizará en los vehículos de dos ruedas de PHYLION en el futuro. En términos de rendimiento, es comparable a las baterías de litio, con más de 2.000 ciclos a temperatura ambiente, y su coste es unos 20% inferior al de las baterías de litio actuales.

En el mercado de la electricidad, Farasis presta servicios de montaje de paquetes de baterías de iones de sodio para empresas relacionadas con vehículos eléctricos y comenzará la producción en serie de baterías. Anteriormente, Farasis declaró que la ruta técnica en electricidad de sodio es óxido estratificado + carbono duro.

En el campo del almacenamiento de energía, HiNa BATTERY ha lanzado una variedad de celdas de batería de sodio, incluidas celdas cilíndricas de 12Ah con una densidad energética de 140Wh/kg y un ciclo de vida de 2000-3000 veces. Square ha desarrollado dos tipos de baterías, de 80Ah y 240Ah, que pueden utilizarse en distintos campos, como los vehículos eléctricos de pasajeros, el almacenamiento de energía industrial y comercial, y el almacenamiento de energía doméstica.

Desde el punto de vista de los materiales, la línea de producción de materiales positivos y negativos para baterías de sodio de mil toneladas de HiNa BATTERY funciona de forma estable desde hace medio año. Sin embargo, según el análisis de personas relevantes del sector, si el precio del mineral de litio se reduce aún más por debajo de 300.000 RMB/tonelada, será difícil aprovechar la ventaja de coste de los óxidos estratificados.

Batería de polianiones de sodio: larga vida útil y pleno potencial de almacenamiento de energía

Los compuestos polianiónicos tienen una estructura de red tridimensional fuerte y abierta. Los compuestos polianiónicos pueden compararse con el fosfato de hierro y litio en los materiales para baterías de litio, con una capacidad de 80-130 mAh/g por gramo, alta estabilidad y estabilidad electroquímica, y la mayor duración teórica de ciclo. Sin embargo, debido a la escasa conductividad y a la baja densidad energética de los polianiones, el coste de la línea dopada con vanadio es relativamente alto, y la densidad energética de la línea dopada con hierro es pobre. En la actualidad, se utiliza principalmente como solución de reserva.

Los conocedores del sector creen que la vía tecnológica del polianión tiene el coste más bajo entre los tres materiales, y puede ser más ventajosa cuando el precio de las minas de litio siga bajando. En cuanto a las aplicaciones, el material es más adecuado para el mercado de almacenamiento de energía debido a su ciclo de vida teórico más largo.

Además, la vía técnica de los polianiones incluye el fosfato sódico de vanadio, el fosfato sódico de manganeso y vanadio, el sulfato férrico de sodio, etc. Cabe mencionar que el principal fabricantes de baterías de ión sodio se centra principalmente en la I+D y la fabricación de baterías de sulfato férrico de sodio.

En la actualidad, ZOOLNASM ha conseguido una densidad energética de batería de laboratorio de 160wh/kg y una célula de ingeniería de 120wh/kg, con un excelente rendimiento a alta y baja temperatura y velocidad. En la actualidad, ZOOLNASM ha logrado el primer lote de módulos de almacenamiento de energía de batería de sodio y baja velocidad. batería de dos ruedas PACK de la cadena de montaje. No sólo eso, desde principios de 2023, muchas empresas también han anunciado oficialmente proyectos de energía de sodio polianiónico.

Pilas de sodio prusianas: pocas empresas y escasa competencia

El compuesto prusiano tiene una estructura cristalina cúbica típica, y todos sus iones metálicos están situados en las esquinas del cubo, con una gran estructura de túnel que permite la libre intercalación y desintercalación de iones de sodio. Su rendimiento teórico y su rendimiento cíclico son excelentes, y su capacidad en gramos alcanza los 90-140 mAh/g.

Sin embargo, debido a la dificultad de controlar el agua cristalina en la producción en masa de compuestos prusianos, la estabilidad actual es escasa, y es necesario seguir madurando el control del proceso. El progreso de la industrialización aumentará simultáneamente con el progreso de la investigación.

Anteriormente, los materiales utilizados en las baterías de sodio de primera generación lanzadas por CATL eran compuestos prusianos. Según las últimas noticias, CATL se ha comprometido a promover la industrialización de las baterías de iones de sodio en 2023. En la actualidad, CATL está promoviendo de forma integral la disposición de tecnologías de baterías como las de iones de sodio, M3P, materia condensada y baterías sin taladro, batería de estado sólidoy baterías sin metales raros.

Según el análisis de la industria, las empresas de pigmentos tienen ciertas ventajas en tecnología y recursos en el despliegue de materiales catódicos compuestos de prusia, una rápida velocidad de entrada y un mejor control de los costes de producción. El uso de materiales catódicos compuestos de prusia se convertirá en una tendencia para las empresas de pigmentos.

En la actualidad, Malion y HIFICHEM son las empresas que más han invertido en la industrialización de compuestos prusianos. Anteriormente, XingKong Sodium Electricity había completado la aplicación de pilas de sodio con azul de Prusia en sistemas de pilas de petaca y había establecido una línea de pruebas piloto para pilas de sodio.

Conclusión

En general, el camino hacia la industrialización de la electricidad sódica de óxido estratificado está relativamente despejado, y son muchas las empresas que están entrando en el mercado. El plan de capacidad de producción para 2023 es relativamente grande, y se ha logrado un gran avance en el apoyo al modelo A00, y la aplicación es más amplia. Las baterías de sodio compuesto polianiónico tienen una mayor demanda en los mercados de los vehículos de dos ruedas y el almacenamiento de energía, que requieren un ciclo de vida más largo.

El progreso de la industrialización de los compuestos prusianos es relativamente lento. Con la aparición de los compuestos polianiónicos y la tecnología de los materiales compuestos de prusia, la tecnología, los avances en el proceso de fabricación y más aplicaciones de aterrizaje, su proceso de industrialización se acelerará.