Natriumjonbatterier (NIB) kommer med potential att revolutionera energilagring i nätet och indirekt hjälpa elbilar på ett stort sätt. Låt oss se hur!
Nyligen meddelade CATL att de kommer att börja producera NIB i juli. Den gigantiska kinesiska battericellstillverkaren berättade dock inte så mycket om denna batteriteknik, bara att NIB:er tillfälligt kommer att vara dyrare än litiumjonbatterier (LIB) eftersom de är ett nytt koncept.
I det långa loppet – med effektiv massproduktion – kommer NIB:er att vara betydligt billigare (cirka 30 % mindre) än LIB:er. Den största fördelen med natriumjonbatterier är deras användning av rikliga, billiga och godartade material.
Materialkostnaderna är $30/kg för NMC och $10/kg för vårt natriumsalt, så kostnaden per kW/h för NMC i litiumcellen är cirka $48/kWh, och för vårt material i natriumcellen är $35/kWh .
"Med vidareutveckling av en bättre anod med lägre driftpotential i framtiden bör kostnaden minskas med 20 USD/kWh, med en ökning av full cellenergitäthet. Vi förväntar oss att grossistpriset eller kostnaden för massproduktion av vårt katodmaterial är ännu billigare än 10 USD/kg, eftersom det kommer från riklig biomassa; till exempel majssprit.
Min Ah Lee, en postdoktor vid Stanford University
NIB har potential att nå en kostnad per kWh på cirka 40 euro, medan de billigaste LIB:erna (LiFePO4) sannolikt inte kommer att bli mycket lägre än 60 euro per kWh.
Som det redan händer med LIB:er kan NIB:er också optimeras för energitäthet, effekttäthet, kostnad, säkerhet eller hållbarhet (livscykel).
Det europeiska NAIMA-projektet utformades för att utveckla och testa två konfigurationer av förbättrade Na-jonceller för att tillfredsställa de viktigaste ESS-tillämpningarna (Energy Storage System). En optimerad för effekttäthet och livslängd (industriella applikationer), en annan för energitäthet och kostnad (inhemska applikationer).
1. Designkoncept med hög effekt och snabb laddning (lämplig för industriella applikationer)
2. Designkoncept för låg kostnad och energi (lämplig för hushållsapplikationer)
Den första Na-jon-battericelldesignen är den mest lovande, den visar oss hur krafttäta Na-jonbattericeller kan vara, vilket möjliggör extremt höga C-hastigheter (41 C), till och med bättre än LTO-celler.
Det är uppenbart att hög effekttäthet och lång livslängd i kombination med låg kostnad gör säkra NIB:er perfekta för ESS:er, där energitätheten inte är så viktig.
Men hur hjälper det elbilar? Med NIB:er kan vi inte bara lagra mer förnybar energi i allmänhet, utan de gör det också möjligt att bygga kraftfulla gröna laddstationer för elbilar. I framtiden kommer alla laddstationer för elbilar att ha batterier, för att fungera som buffertar för toppar i produktionen eller efterfrågan på el från nätet.
Dessutom, om energilagring i elnät använder NIB:er istället för LIB:er, kommer det att lämna mer litium tillgängligt för att göra LIB:er för elbilar, där energitätheten är väldigt viktig.
När det gäller den andra Na-jon-battericelldesignen kan den med sin högre energitäthet användas för att bygga mindre ESS för hushållsbruk där utrymmet är begränsat. Dessutom, eftersom NIB:er är extremt säkra, kan CTP-teknik (cell-to-pack) användas för att tillverka elbilsbatterier med en anständig energitäthet på cirka 180 Wh/kg på packnivå.
Hur som helst, även om CTP gör det möjligt att bygga NIB:s energitäta nog för elbilar, är det i nätenergilagring där NIB:er lyser och är mest vettiga, med potential att revolutionera branschen.
Jag ser fram emot att se specifikationerna för NIB gjorda av CATL. Kommer de att vara optimerade för effekt eller energitäthet? Vem blir nästa företag att tillkännage produktionen av Na-jon battericeller? BYD? Guoxuan?
