Natrium-ionbatterijen (NIB's) hebben het potentieel om een revolutie teweeg te brengen in de opslag van energie in het elektriciteitsnet en indirect EV's op een grote manier te helpen. Laten we eens kijken hoe!
Onlangs heeft CATL aangekondigd dat het in juli NIB's gaat produceren. De gigantische Chinese fabrikant van batterijcellen vertelde ons echter niet veel over deze batterijtechnologie, alleen dat NIB's tijdelijk duurder zullen zijn dan lithium-ionbatterijen (LIB's) omdat ze een nieuw concept zijn.
Niettemin zullen NIB's op de lange termijn - met efficiënte massaproductie - aanzienlijk goedkoper zijn (ongeveer 30 % minder) dan LIB's. Het belangrijkste voordeel van natrium-ionbatterijen is het gebruik van overvloedige, goedkope en goedaardige materialen.
De materiaalkosten zijn $30/kg voor NMC, en $10/kg voor ons natriumzout, dus de kosten per kW/h voor NMC in de lithiumcel zijn ongeveer $48/kWh, en voor ons materiaal in de natriumcel is $35/kWh .
"Met de verdere ontwikkeling van een betere anode met een lager bedrijfspotentieel in de toekomst, zouden de kosten met $ 20/kWh moeten worden verlaagd, met een toename van de energiedichtheid van de volledige cel. We verwachten dat de groothandelsprijs of kosten voor massaproductie van ons kathodemateriaal zelfs goedkoper zullen zijn dan $ 10/kg, omdat het afkomstig is van overvloedige biomassa; bijvoorbeeld maïslikeur.
Min Ah Lee, een postdoctoraal onderzoeker aan de Stanford University
NIB's hebben het potentieel om kosten per kWh van ongeveer 40 euro te bereiken, terwijl de goedkoopste LIB's (LiFePO4) waarschijnlijk niet veel lager zullen zijn dan 60 euro per kWh.
Zoals het al gebeurt met LIB's, kunnen NIB's ook worden geoptimaliseerd voor energiedichtheid, vermogensdichtheid, kosten, veiligheid of duurzaamheid (levenscyclus).
Het Europese NAIMA-project is opgezet om twee configuraties van verbeterde Na-ion-cellen te ontwikkelen en te testen om te voldoen aan de belangrijkste ESS-toepassingen (Energy Storage System). Eén geoptimaliseerd voor vermogensdichtheid en levensduur (industriële toepassingen), andere voor energiedichtheid en kosten (huishoudelijke toepassingen).
Het eerste ontwerp van Na-ion-batterijcellen is het meest veelbelovend, het laat ons zien hoe krachtig Na-ion-batterijcellen kunnen zijn, waardoor extreem hoge C-snelheden (41 C) mogelijk zijn, zelfs beter dan LTO-cellen.
Het is duidelijk dat een hoge vermogensdichtheid en een lange levensduur in combinatie met lage kosten veilige NIB's perfect maken voor ESS's, waar energiedichtheid niet zo belangrijk is.
Maar hoe helpt het EV's? Met NIB's kunnen we niet alleen meer hernieuwbare energie in het algemeen opslaan, maar ze maken het ook mogelijk om krachtige groene laadstations voor EV's te bouwen. In de toekomst zullen alle EV-laadstations batterijen hebben, die als buffer dienen voor pieken in de productie of vraag naar elektriciteit van het net.
Bovendien, als energieopslag in het elektriciteitsnet NIB's gebruikt in plaats van LIB's, blijft er meer lithium beschikbaar om LIB's voor EV's te maken, waar energiedichtheid echt belangrijk is.
Wat betreft het tweede Na-ion batterijcelontwerp, met zijn hogere energiedichtheid zou het kunnen worden gebruikt om kleinere ESS te bouwen voor huishoudelijk gebruik waar de ruimte beperkt is. Bovendien, aangezien NIB's extreem veilig zijn, zou CTP-technologie (cell-to-pack) kunnen worden gebruikt om EV-batterijen te maken met een behoorlijke energiedichtheid van ongeveer 180 Wh/kg op pack-niveau.
Hoe dan ook, terwijl CTP het mogelijk maakt om NIB's te bouwen die energiedicht genoeg zijn voor EV's, is het in de energieopslag van het elektriciteitsnet waar NIB's het meest schitteren en logisch zijn, met het potentieel om een revolutie teweeg te brengen in de industrie.
Ik kijk uit naar de specificaties van NIB's gemaakt door CATL. Zullen ze worden geoptimaliseerd voor vermogen of energiedichtheid? Wie wordt het volgende bedrijf dat de productie van Na-ion-batterijcellen aankondigt? BYD? Guoxuan?
