На своем онлайн-мероприятии «Tech Zone» мировой производитель батарей CATL представил первое поколение натрий-ионных батарей, а также решение AB, объединяющее в одном корпусе натрий-ионные и литий-ионные ячейки. Хотя первое поколение натрий-ионных ячеек не призвано заменить традиционные литий-ионные батареи, оно предлагает ряд преимуществ для зарядки, хранения энергии и продвижения более чистых источников энергии.
Contemporary Amperex Technology Co., Limited, более известная как CATL, — это глобальный разработчик энергетических решений со штаб-квартирой в Нинде, Китай. Согласно недавнему отчету SNE Research из Южной Кореи, CATL лидирует по мировому использованию энергии в электромобилях в 2021 году, занимая почти 30% рынка.
Производитель поставляет литий-ионные ячейки, текущий отраслевой стандарт, автопроизводителям электромобилей по всему миру, включая Tesla, и Hyundai. В то время как литий-ионные батареи остаются проверенным и надежным средством для накопления энергии в электромобилях, исследователи батарей постоянно ищут новую химию и масштабируемые материалы для поддержки индустриализации других типов, таких как твердотельные батареи.
CATL объяснил, что посвятил годы исследованиям и разработке натрий-ионных материалов для электродов, но столкнулся с серьезной проблемой: натрий-ионы имеют больший объем, чем литий-ионы, а структурная стабильность и кинетические свойства материалов предъявляют повышенные требования.
CATL, по-видимому, преодолел это материальное препятствие и теперь представил первое поколение жизнеспособных натрий-ионных батарей.
CATL представляет натрий-ионную батарею, пакет AB с литий-ионными ячейками
В пресс-релизе, опубликованном после мероприятия «Tech Zone», CATL официально объявил о выпуске первого поколения натрий-ионных батарей. Изменив материалы и структуру ячеек, компания смогла создать ячейку с возможностью быстрой зарядки, термической стабильностью и стабильной производительностью при низких температурах.
Однако плотность энергии оставляет желать лучшего. Новая натрий-ионная ячейка CATL может достигать 160 Вт·ч/кг, что значительно ниже отраслевого стандарта для литий-ионных ячеек. Тем не менее, CATL утверждает, что его батарея может достичь 80% заряда (SOC) при комнатной температуре за 15 минут.
Кроме того, эти натрий-ионные ячейки сохраняют более 90% емкости в условиях низких температур ниже нуля. Это может быть полезно для водителей электромобилей на больших высотах или в регионах с суровыми зимами.
Новый пакет AB от CATL
Натрий-ионные ячейки работают по схожему принципу с литий-ионными, перемещая ионы между катодом и анодом.
В результате CATL представил систему батарей AB, интегрирующую как натрий-ионные, так и литий-ионные ячейки в одну батарейную систему.
CATL считает, что пакет AB сможет использовать преимущества обоих типов ячеек, при этом более мощные литий-ионные ячейки будут компенсировать нехватку плотности энергии у натрий-ионных батарей. Одновременно натрий-ионные батареи помогут пакету поддерживать высокую мощность и производительность при низких температурах.
По данным CATL, компания уже начала промышленное внедрение натрий-ионных батарей и планирует создать базовую промышленную цепочку к 2023 году.
Мировой лидер в области батарей также заявил, что цель по плотности энергии следующего поколения натрий-ионных батарей превысит 200 Вт·ч/кг.
Мнение Electrek
Мы не собираемся критиковать инновации в области батарей. Прорывы в производстве ячеек, будь то благодаря кремниевым анодам, керамическим сепараторам или совершенно новой химии, продвигают технологию вперед. Интеграция и внедрение электромобилей только выиграют от подобных объявлений.
Однако натрий-ионным ячейкам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем они смогут стать самостоятельным жизнеспособным решением для питания электромобилей. Плотность энергии 160 Вт·ч/кг — это начало, но это нижний предел емкости по сравнению с некоторыми существующими литий-ионными ячейками.
Например, новая ячейка 4680 от Tesla, по слухам, превысит плотность энергии 300 Вт·ч/кг, хотя ее производство пока находится на стадии пилотной фабрики.
CATL не избежал этой проблемы и признал, что пока не достиг уровня ведущих производителей батарей. Однако его преимущества в скорости зарядки и производительности при минусовых температурах в будущем могут оказаться весьма ценными, даже в сочетании с литий-ионными ячейками в пакете AB.
Целевой показатель плотности энергии 200 Вт·ч/кг для натрий-ионной батареи второго поколения является реалистичным, но лишь первым шагом на пути к реальной индустриализации для электромобилей.