Son zamanlarda giderek daha fazla müşteri bize sodyum iyon pilin gelecekte lityum pilin yerini alıp almayacağı sorusunu soruyor. Sodyum iyon pil ile lityum pilin temel farkı nedir? Burada ayrıntılı olarak açıklıyoruz.
CATL'nin sodyum iyon pil halka açık konferansı nedeniyle, sodyum iyon pil dönemi yaklaşıyor. Artık CATL'nin sodyum iyon pillerin sanayileşmesini hızlandırması ve gelecekte demir-lityum pillerin kısmen yerini alması bekleniyor.
Sodyum iyon pil nedir? Avantajları, dezavantajları ve gelecekteki uygulama beklentileri nelerdir? Kararımız şudur:
1) Sodyum iyon pil yeni bir teknoloji değildir, sözde "çığır açan" bir yenilik yoktur, daha çok teknolojik yinelemedir;
2) Sodyum iyon pillerin belirgin avantaj ve dezavantajları, büyük kaynakları ve maliyet avantajları vardır; bu da enerji depolama, elektrikli iki tekerlekli araçlar ve A00 sınıfı düşük hızlı araçlar alanlarında iyi uygulama olanaklarına sahip olmasını beklemektedir. Bununla birlikte, düşük enerji yoğunluğu, yüksek dayanıklılığa sahip otomobil akülerinin değiştirilmesini zorlaştırmaktadır (yeni nesil sodyum iyon akülerin enerji yoğunluğu 200Wh/kg'ı aşamadığı sürece);
3) Sodyum rezervlerinin lityuma göre daha fazla olduğu göz önüne alındığında, işletmelerin enerji güvenliğinin sağlanması açısından sodyum pillerin teknik rezerv olarak stratejik önemine dikkat etmeleri gerekmektedir.
1. Sodyum iyon pil nedir?
Sodyum iyon pilleri üzerine yapılan araştırmaların izleri 1970'li yıllara kadar uzanabilir. Son 10 yılda ilgili araştırmalar büyük bir patlamaya yol açtı ve sektör toparlanmaya başladı. Lityum-iyon pil sallanan sandalyenin çalışma prensibine benzer şekilde, sodyum-iyon pilin çalışması, sodyum iyonlarının pozitif ve negatif elektrotlar arasındaki hareketine dayanır.
Sodyum iyon pil ile lityum pil arasındaki en büyük fark katot malzemesidir:
1) Sodyum iyon pil, lityum demir fosfat/grafit sistemine karşı NaCuFeMnO/yumuşak karbon sistemini benimser;
2) Negatif elektrot için karbon bazlı malzemeleri, geçiş metal oksitlerini, alaşımlı malzemeleri vb. seçin;
3) Elektrolit olarak lityum pil yerine sodyum hekzaflorofosfat gibi sodyum tuzunu seçin;
4) Anot akım toplayıcısı alüminyum folyo ve lityum bakır folyodur.
Üretim ve üretim ekipmanları açısından sodyum iyon piller ve lityum piller yüksek uyumluluğa sahiptir.
Sodyum iyon pillerin gelişimi nedir?
2021'den bu yana küresel pil talebindeki yüksek artış, lityum kaynak kısıtlamaları sorunuyla yüzleşmeye başladı. Rüzgar verilerine göre, 20.07.2021 itibarıyla lityum karbonatın fiyatı bu yıl %66, lityum hidroksitin fiyatı ise %96 arttı.
Lityum kaynaklarıyla karşılaştırıldığında, sodyum kaynakları rezerv açısından zengindir ve geniş çapta dağıtılır, bu nedenle sodyum piller, büyük ölçekli ticari kullanımdan sonra daha büyük bir maliyet avantajına sahip olacaktır.
2. Lityum pillerin avantaj ve dezavantajlarını karşılaştırın ve sodyum iyon piller geliştirin
Lityum pillerle karşılaştırıldığında sodyum iyon pillerin aşağıdaki avantajları vardır:
1) Kaynakların bol olması, sodyum iyon pillerin ana yük taşıyıcısının sodyum iyon kabuk bolluğu yaklaşık %2,36'dır, bu da lityum iyonun %0,002'sinden çok daha yüksektir;
2) Maliyet daha düşüktür. Sodyum iyon pillerin (NaCuFeMnO/yumuşak karbon sistemi) katot malzemesi maliyeti, lityum iyon pillerin (lityum demir fosfat/grafit sistemi) katot malzemesi maliyetinin yalnızca %40'ıdır;
3) Daha güvenli, sodyum iyon pili nispeten kararlı elektrokimyasal performansa sahiptir.
Lityum pil ve sodyum iyon pilin dezavantajları:
1) Enerji yoğunluğu düşüktür. Sodyum iyon pil hücrelerinin mevcut tek enerji yoğunluğu yalnızca 120 Wh/kg'dır; bu, 180 Wh/kg lityum demir fosfat pillerden ve 240 Wh/kg üçlüsünden önemli ölçüde daha düşüktür.
2) Çevrim ömrü nispeten kısadır. Sodyum iyon pillerin mevcut çevrim süreleri yaklaşık 1500 kata kadar çıkmaktadır; bu, lityum demir fosfat pillerin 6000 katı ve NMC pillerin 3000 katı kadardır.
3) Endüstriyel zincir hala kusurludur. Mühendislik ekipmanı ve tedarik zincirini destekleyen tesisler henüz oluşturulmadığından mevcut üretim maliyeti lityum pillere göre daha yüksektir.
3. Sodyum iyon piller on milyarlarca pazar alanına sahiptir
Yukarıdaki analiz sayesinde sodyum iyon pillerin çok belirgin avantaj ve dezavantajlara sahip olduğu görülecektir.
Büyük kaynaklar ve maliyet avantajları, enerji depolama, elektrikli iki tekerlekli araçlar ve A00 sınıfı otomobiller alanlarında geniş uygulama olanaklarına sahip olmasını beklemektedir. Ancak düşük enerji yoğunluğu, yeni enerji araçlarının uzun vadeli dayanıklılık gereklilikleriyle eşleşmenin düşük düzeyde olmasına yol açmıştır.
CITIC Securities, maliyet avantajları nedeniyle sodyum iyon pillerin enerji depolama, inşaat makineleri, iletişim baz istasyonları, iki tekerlekli araçlar ve daha düşük enerji yoğunluğu gereksinimleri olan diğer senaryolarda ticarileştirilmesinin beklendiğine inanıyor. Teknoloji belli bir takviye oluşturur.
Everbright Securities, sodyum iyon pillerin enerji depolama, elektrikli iki tekerlekli araçlar ve A00 sınıfı otomobiller alanlarında iyi uygulama olanaklarına sahip olduğuna inanıyor. 2025 yılında yurt içi enerji depolama talebinin 48 GWh, iki tekerlekli araçların 41 GWh, A00 sınıfı arabaların ise 34 GWh olacağı tahmin ediliyor. Şu anda bu üç senaryoda esas olarak lityum demir fosfat pilleri kullanılıyor. Sodyum-iyon pillerin sanayileşmesi sorunsuz ilerlerse demir-lityum piller değiştirilecektir.
Artık giderek daha fazla şirket sodyum iyon pil araştırmasını ve ticarileştirmesini depoluyor. VTC Power da bu adımı takip ediyor ve gelecekteki pazar için sodyum iyon piline milyarlarca RMB yatırım yapıyor.
VTC Power Co.,LTD,Sodyum iyon pil,lityum pil,lityum iyon pil,lifepo4 pil,enerji depolama pili,EV pil
