Batteries au sodium : trois itinéraires techniques en vue en 2023
● La densité énergétique et le rendement des oxydes stratifiés sont les meilleurs des trois itinéraires techniques, et l'industrialisation a été achevée en premier.
● Les composés polyanioniques présentent une stabilité et une stabilité électrochimique élevées et ont la durée de vie théorique la plus longue. Ils ont de vastes perspectives d'application dans les véhicules à basse vitesse et le stockage de l'énergie, et leur vitesse d'industrialisation est relativement rapide.
● En ce qui concerne les composés prussiens, en raison de la production de cristallisation et de la génération de gaz toxiques après l'emballement thermique, les progrès actuels de l'industrialisation sont relativement lents.
La voie de l'industrialisation des batteries au sodium à oxyde en couche
Les oxydes stratifiés constituent actuellement la principale voie technologique pour les piles au sodium, et leur structure peut être comparée à celle des matériaux ternaires dans le domaine des piles au sodium. pile ternaire au lithiumavec une capacité spécifique relativement élevée.
Les difficultés telles que le changement de phase facile, l'alcali résiduel élevé et l'absorption facile de l'humidité peuvent être résolues en dopant d'autres éléments, et le processus est similaire à celui des produits ternaires. matériaux pour batteriesElle est la première à avoir achevé son industrialisation.
Depuis le début de l'année 2023, de nombreuses entreprises ont officiellement annoncé des projets de production d'électricité à partir de sodium, ce qui favorisera encore l'application des batteries à oxyde de sodium stratifié.
Sur le marché des véhicules légers, PHYLION a lancé le 12 janvier la batterie au sodium de première génération "Super Sodium F1", qui sera utilisée à l'avenir dans les véhicules à deux roues de PHYLION. En termes de performances, elle est comparable aux batteries au lithium, avec plus de 2 000 cycles à température ambiante, et son coût est inférieur d'environ 20% à celui des batteries au lithium actuelles.
Sur le marché de l'électricité, Farasis fournit des services d'assemblage de batteries sodium-ion aux entreprises de véhicules électriques et va commencer la production de masse de batteries. Farasis a déclaré précédemment que l'itinéraire technique de l'électricité au sodium était l'oxyde en couche + le carbone dur.
Dans le domaine du stockage de l'énergie, HiNa BATTERY a mis sur le marché une variété de cellules de batteries au sodium, y compris des cellules cylindriques de 12Ah avec une densité énergétique de 140Wh/kg et une durée de vie de 2000 à 3000 fois. Square a développé deux types de batteries, 80Ah et 240Ah, qui peuvent être utilisées dans différents domaines tels que les véhicules de tourisme électriques, le stockage d'énergie industriel et commercial, et le stockage d'énergie domestique.
Du point de vue des matériaux, la ligne de production des matériaux positifs et négatifs des batteries au sodium de HiNa BATTERY, d'une capacité de mille tonnes, fonctionne de manière stable depuis six mois. Toutefois, selon l'analyse des initiés de l'industrie, si le prix du minerai de lithium est encore réduit à moins de 300 000 RMB/tonne, il sera difficile de réaliser l'avantage en termes de coûts des oxydes stratifiés.
Batterie sodium-polyanion : longue durée de vie et plein potentiel de stockage d'énergie
Les composés polyanioniques ont une structure de réseau tridimensionnelle forte et ouverte. Les composés polyanioniques peuvent être comparés au phosphate de fer-lithium dans les matériaux des piles au lithium, avec une capacité de 80-130 mAh/g, une stabilité et une stabilité électrochimique élevées, et la durée de vie théorique la plus longue. Toutefois, en raison de la mauvaise conductivité et de la faible densité énergétique des polyanions, le coût de la ligne dopée au vanadium est relativement élevé, et la densité énergétique de la ligne dopée au fer est faible. Actuellement, elle est principalement utilisée comme solution de réserve.
Les initiés de l'industrie estiment que la voie de la technologie polyanion a le coût le plus bas parmi les trois matériaux, et qu'elle pourrait être plus avantageuse lorsque le prix des mines de lithium continuera à baisser. Du côté des applications, le matériau est plus adapté au marché du stockage de l'énergie en raison de sa durée de vie théorique la plus longue.
En outre, l'itinéraire technique des polyanions comprend le phosphate de sodium et de vanadium, le phosphate de sodium et de manganèse et de vanadium, le sulfate de sodium et de fer, etc. Il convient de mentionner que le principal fabricants de batteries sodium-ion se concentre principalement sur la R&D et la fabrication de batteries au sulfate de sodium ferrique.
À l'heure actuelle, ZOOLNASM a obtenu une densité énergétique de batterie de laboratoire de 160wh/kg et une cellule d'ingénierie de 120wh/kg, avec d'excellentes performances à haute et basse température et en termes de taux. À l'heure actuelle, ZOOLNASM a réalisé le premier lot de modules de stockage d'énergie par batterie au sodium et de modules de stockage d'énergie à basse vitesse. batterie pour deux roues PACK sort de la chaîne de montage. De plus, depuis le début de l'année 2023, de nombreuses entreprises ont également annoncé officiellement des projets de production d'électricité à partir de polyanion sodium.
Batteries au sodium prussiennes : peu d'entreprises et peu de concurrence
Le composé de Prusse a une structure cristalline cubique typique, et tous ses ions métalliques sont situés aux coins du cube, avec une grande structure en tunnel qui permet l'intercalation et la désintercalation libres des ions sodium. Ses performances théoriques en termes de taux et de cycle sont excellentes, et sa capacité en grammes atteint 90-140 mAh/g.
Cependant, en raison de la difficulté à contrôler l'eau cristalline dans la production de masse des composés prussiens, la stabilité actuelle est médiocre et le contrôle du processus doit être perfectionné. Les progrès de l'industrialisation augmenteront en même temps que les progrès de la recherche.
Auparavant, les matériaux utilisés dans les batteries au sodium de première génération lancées par CATL étaient des composés prussiens. Selon les dernières informations, CATL s'engage à promouvoir l'industrialisation des batteries sodium-ion en 2023. CATL encourage actuellement la mise en place de technologies de batteries telles que les batteries sodium-ion, M3P, les batteries à matière condensée et les batteries sans forage, batterie à l'état solideet des piles sans métaux rares.
Selon l'analyse de l'industrie, les entreprises de pigments disposent de certains avantages en matière de technologie et de ressources pour le déploiement de matériaux cathodiques à base de composés de Prusse, d'une vitesse d'entrée rapide et d'un meilleur contrôle des coûts de production. Le déploiement de matériaux cathodiques à base de composés de Prusse va devenir une tendance pour les entreprises de pigments.
À l'heure actuelle, ce sont Malion et HIFICHEM qui ont le plus investi dans l'industrialisation des composés prussiens. Auparavant, XingKong Sodium Electricity avait achevé l'application des piles au sodium au bleu de Prusse dans les systèmes de piles à poche et établi une ligne d'essai pilote pour les piles au sodium.
Conclusion
D'une manière générale, la voie de l'industrialisation de l'oxyde de sodium stratifié est relativement claire, et de nombreuses entreprises sont entrées sur le marché. Le plan de capacité de production pour 2023 est relativement important, une percée a été réalisée dans la prise en charge du modèle A00 et l'application est plus large. Les batteries au sodium composé polyanionique sont de plus en plus demandées sur les marchés des véhicules à deux roues et du stockage de l'énergie, qui exigent une durée de vie plus longue.
L'industrialisation des composés prussiens progresse relativement lentement. Avec l'émergence de la technologie des composés polyanioniques et des matériaux des composés prussiens, la technologie, les percées en matière de processus de fabrication et les applications de plus en plus nombreuses, leur processus d'industrialisation s'accélérera.
