Bateriile din mașinile electrice, mai prietenoase cu Pământul: cum scapă de litiu producătorii auto

Ionii de sodiu ar putea oferi o alternativă la tehnologia cu ioni de litiu cu costuri mai mici, disponibilitate mai bună a materiilor prime, cuplate cu proprietăți neinflamabile și performanțe bune la temperaturi scăzute.

CATL din China a organizat un eveniment strălucitor în urmă cu un an și jumătate pentru a face un anunț suficient de important că Zeng Yuqun, fondatorul și președintele celui mai mare producător de baterii din lume, a servit ca prezentator.

Zeng, care tocmai îl lăsase pe jos pe Jack Ma de la Alibaba în indicele miliardariilor Bloomberg, a dezvăluit că CATL lucrează la pachete de baterii care ar folosi celule cu ioni de litiu și ioni de sodiu.

În timp ce sodiul este mai abundent și oferă potențiale beneficii de siguranță față de litiu, acesta din urmă este dominant în bateriile EV.

Cine este Aura Șova, câștigătoarea emisiunii Vocea României 2024. Ce profesie are tânăra care a făcut parte din echipa lui Tudor Chirilă

Câștigător Vocea României: Aura Șova primește trofeul, iar Tudor Chirilă bifează al șaptelea succes

Compozițiile chimice cu ioni de litiu oferă o densitate superioară a energiei, permițând șoferilor să călătorească mai mult între încărcări.

În timp ce CATL a prezentat pașii pe care îi făcea în direcția comercializării, furnizorul masiv al producătorilor de automobile, inclusiv Tesla, Geely și BMW, a fost bătut până la capăt – cel puțin până la stadiul de prototip.

Producătorul chinez JAC a dezvăluit o versiune de testare a mașinii sale electrice Sehol E10X care folosea celule cu ioni de sodiu.

Furnizorul celulelor a fost HiNa Battery Technologies, un jucător mic și relativ nou pe scena bateriilor din China, care a fost fondat în 2017 după ani de muncă la un institut de cercetare științifică.

Debutul unui vehicul care folosește celulele HiNa îi face pe experții în baterii să reconsidere potențialul ca chimiile ionilor de sodiu să joace un rol în alimentarea viitoarelor vehicule electrice.

BloombergNEF și alte companii de cercetare au proiectat că vehiculele electrice vor fi alimentate aproape în întregime cu baterii litiu-ion.

Bateriile cu ioni de sodiu pot folosi aceleași procese de fabricație ca și industria cu ioni de litiu, ceea ce înseamnă că prima ar putea beneficia de progresele realizate de cea din urmă în ultimul deceniu.

Utilizarea de materiale și componente similare – de la electroliți și separatoare, la colectoare de curent din aluminiu – înseamnă că această tehnologie emergentă ar putea beneficia și de economiile de scară existente.

Materiale mai scumpe

Bateriile cu ioni de sodiu sunt mai scumpe decât cu litiu în prezent, din cauza volumelor reduse și a lanțurilor de aprovizionare subdezvoltate. Dar BNEF vede potențiale pentru economii de materiale și îmbunătățiri ale densității energetice care ar oferi o cale viabilă pentru ca celulele cu ioni de sodiu să coste jumătate din ceea ce costă fosfatul de litiu și fier astăzi.

Asta ar fi mare lucru. Fosfatul de fier litiu, sau LFP, este cea mai comună substanță chimică a bateriilor cu ioni de litiu în prezent, datorită preferinței tot mai mari a producătorilor de automobile pentru costul mai mic și îmbunătățirile semnificative ale densității energetice în ultimul deceniu.

Provocarea majoră pentru celulele cu ioni de sodiu este densitatea lor mai mică de energie – mașinile care împachetează aceste celule astăzi ar trebui să folosească baterii mai grele pentru aceeași cantitate de capacitate de kilowați-oră.

Celulele din Sehol E10X folosesc catozi de sodiu fier-mangan-cupru și au o densitate de energie de 140 wați-oră pe kilogram, care se reduce la 120Wh/kg la nivelul bateriei.

Acesta este cu 25 la sută mai mic decât bateriile LFP actuale.

Avantaje și dezavantaje

Pe de altă parte, avantajele majore ale ionului de sodiu includ o distribuție mai diversă din punct de vedere geografic a materiilor prime. De asemenea, sunt neinflamabile și funcționează bine la temperaturi scăzute.

Dacă bateriile cu ioni de sodiu ar putea lua chiar și o mică parte din partea bateriilor cu ioni de litiu, ar putea ajuta la atenuarea problemelor de aprovizionare cu litiu și la scăderea prețurilor generale ale bateriilor pentru vehiculele electrice.

Desigur, există multe dacă și ipoteze cu privire la costurile de intrare și ceea ce va fi nevoie pentru extindere. În plus, deși prețul litiului a fost volatil, acesta a evoluat în scădere în ultimele patru luni.

De asemenea, ionii de sodiu vor trebui să concureze cu țintele în mișcare, deoarece bateriile cu ioni de litiu se îmbunătățesc pe termen lung.

Pe lângă HiNa și CATL, alți producători cu ioni de sodiu includ Faradion din Marea Britanie, care acordă licențe pentru tehnologia producătorului britanic de baterii AMTE Power; Altris din Suedia; Tiamat din Franța și Natron, cu sediul în SUA.

Este posibil ca HiNa să fi fost primul care a ieșit pe poarta în acest an, dar analiștii BNEF se așteaptă să vină mai multe anunțuri. Se zvonește că producătorul chinez de baterii Farasis lucrează la baterii cu ioni de sodiu pentru Jiangling Motors Electric Vehicle, un parteneriat deținut majoritar de Renault.

În timp ce lumea auto se poate aștepta să vadă unele mașini folosind baterii cu ioni de sodiu, acestea sunt încă la cel puțin câțiva ani distanță de o scară semnificativă.

Având o creștere atât de mare în față pentru cererea de baterii EV, ionii de sodiu au potențialul de a completa celulele cu ioni de litiu și de a ajuta la umplerea golurilor de pe piața globală.