Введение
Натриево-ионная батарея 12 В В последнее время все больше внимания уделяется накопителям энергии. Поскольку цены растут, цепочки поставок становятся все более шаткими, а все эти экологические проблемы связаны с литий-ионными батареями, многие производители обращаются к лучшим вариантам. Натрий-ионные батареи - более дешевые, использующие более распространенные материалы и более безопасные в обращении - начинают демонстрировать реальные перспективы для использования в автомобилях.
В этой статье мы рассмотрим реальную роль, которую может сыграть натрий-ионный аккумулятор в автомобилях. Мы расскажем о том, где он может быть использован, как он выглядит с технической точки зрения, когда его можно будет масштабировать и на что следует обратить внимание покупателям B2B, если они хотят быть впереди.
Натриево-ионная батарея 12 В 100 Ач
Натриево-ионная батарея 12 В 200 Ач
Кто должен заботиться об ионно-натриевых батареях в автомобилях?
Кто является ключевыми лицами, принимающими решения в B2B?
OEM-производители, новые EV-стартапы, интеграторы уровня 1 и те, кто строит зеленые автопарки, не сводят глаз с натрий-ионных аккумуляторов. Поскольку пространство EV разделилось на множество типов, специалисты по поиску поставщиков и команды по разработке продуктов переосмысливают химические составы, которые лучше подходят для новых моделей.
На кого косвенно влияют группы конечных пользователей?
Несмотря на то, что в основном эту технологию используют предприятия, большую выгоду от нее могут получить и другие люди - экипажи автомобилей, операторы доставки, управляющие общественным транспортом, а также экологически настроенные водители в городах. Экономия на цене и высокая теплоотдача ионно-натриевых аккумуляторов очень удобны для практичных людей.
Для каких типов автомобилей подходят ионно-натриевые аккумуляторы?
Что такое легкие электромобили (LEV) и зачем они нужны?
LEV-мобили - такие, как э-рикши, микроавтомобили, тележки для местного использования, скутеры и даже крошечные NEV - не нуждаются в большом запасе хода или скорости. Эти автомобили курсируют по коротким городским маршрутам, и натрий-ионный аккумулятор хорошо с этим сочетается. Их энергетические потребности как раз совпадают с тем, что дают натриево-ионные блоки.
Как насчет низкоскоростных и коммерческих автомобилей?
Коммунальные автомобили - мусоровозы, небольшие городские фургоны, складские погрузчики и машины техобслуживания - каждый день проезжают по определенным маршрутам. Натрий-ионные хорошо переносят холод, служат более 3 000 циклов и не нуждаются в охлаждении, что очень радует автопарки, поскольку сокращает расходы на обслуживание.
Может ли ионно-натриевая технология помочь гибридным электромобилям (HEV)?
HEV по-прежнему используют в основном газовые двигатели, но у них есть и батареи-помощники. Натрий-ионные хорошо подходят на роль микро- и мидл-гибридов. Они быстро заряжаются, не перегреваются и обеспечивают безопасность систем без особого ущерба для производительности.
В чем недостаток натриево-ионных технологий для высокопроизводительных электромобилей?
Плотность энергии в натриево-ионных аккумуляторах составляет 100-160 Вт-ч/кг. Этого недостаточно для больших EV, которым требуется 250+ миль или высокая скорость разгона. Так что пока литий-ион остается королем в роскошных автомобилях и больших внедорожниках. Но позже люди смогут объединить оба источника в одну систему.
Типы автомобилей и наилучшее соответствие химическому составу аккумулятора
| Тип автомобиля | Типичная дальность (в милях) | Типичная скорость (миль/ч) | Лучший тип аккумулятора | Почему это подходит |
|---|
| Е-рикши и микроавтомобили | 30-60 | 15-25 | Ион натрия | Умеренный ассортимент, доступная цена, хорошо держит холод |
| Низкоскоростные соседские автомобили | 40-70 | 25-35 | Ион натрия | Предсказуемые маршруты, долговечность, экономичность |
| Гибридные электромобили | 300+ (комбинированный) | 60-90 | Литий-ионный + натрий-ионный | Безопасность + экономия средств благодаря двойным системам |
| Высокопроизводительные электромобили | 250+ | 60+ | Литий-ионный | Высокие потребности в энергии и мощности |
Почему автопроизводители изучают технологию ионно-натриевых батарей именно сейчас?
Почему важно наличие сырья?
Натрий встречается практически повсюду - в морской воде и в обычных грунтовых породах. Он не вызывает таких проблем с добычей, как литий и кобальт. Это делает цепочки поставок менее рискованными, а цены - более стабильными.
Почему термическая безопасность имеет такое большое значение?
Эти батареи не загораются. Это означает отсутствие причудливых систем охлаждения, более быстрое получение разрешений и меньше опасений по поводу пожара. Автопаркам это нравится, потому что они получают более безопасную и простую установку батарей.
Почему стоимость имеет такое большое значение на развивающихся рынках?
Такие страны, как Южная Азия, Африка и Латинская Америка, нуждаются в транспортных средствах, которые не стоят целого состояния. Ионно-натриевые аккумуляторы позволяют снизить стоимость упаковки до 30%. Это поможет электромобилям конкурировать с дешевыми бензиновыми машинами, которые все еще повсюду.
Сравнение стоимости натриево-ионных грубых аккумуляторов с NMC и LFP
| Тип батареи | Стоимость сырья в сравнении с NMC | Стоимость упаковки за кВт/ч (долл. США) | Потребности в охлаждении | Типичный срок службы (80% DoD) |
|---|
| Литий-ионный (NMC) | Базовый уровень | $100-130 | Высокий | 1500-2000 циклов |
| Литий-ионный (LFP) | ~10-20% ниже | $70-100 | Средний | 4000-6000 циклов |
| Ион натрия | 20-40% нижний | $80-120 | Низкий | 3000-4500 циклов |
Когда ионно-натриевые аккумуляторы достигнут массового использования в автомобилях?
Когда будут готовы коммерческие модели?
Компании CATL и HiNa уже подготовили ячейки для автомобилей и намерены внедрить их к 2025 году. Компания JAC Motors продемонстрировала автомобиль на натрий-ионных батареях, и пилотные испытания начались в Индии и Европе.
Когда производители должны начать тестирование?
Если OEM-производители хотят нацелиться на доставку EV или микроавтомобилей, они должны начать испытания уже сейчас. Проведение испытаний в период с 2024 по 2026 год позволит им двигаться быстрее, чем другим участникам той же игры.
Чем ионно-натриевые батареи отличаются от литий-ионных с технической точки зрения?
Как соотносятся плотность энергии и производительность?
- Ионно-натриевые: 100-160 Вт-ч/кг
- Литий-ионный LFP: 180-210 Вт-ч/кг
- Литий-ионный NMC: 220-270 Вт-ч/кг
Ионно-натриевые не выиграли по плотности, но зато получили солидную безопасность, долгий срок службы и преимущество в холодную погоду.
Чем отличается поведение при зарядке?
Они прекрасно заряжаются при обычных температурах и лучше литиевых на морозе. Это позволяет отказаться от использования сложных тепловых систем для автомобилей, работающих в холодных регионах.
Как размер и вес влияют на дизайн автомобиля?
Натрий-ионные аккумуляторы больше. Но в грузовых фургонах или локальных EV, где есть место, этот размер не имеет особого значения.
Сравнение технических характеристик натриево-ионных и литиево-ионных аккумуляторов LFP и NMC
| Spec | Ион натрия | LFP Литий-ионный | Литий-ионный NMC |
|---|
| Плотность энергии (Втч/кг) | 100-160 | 180-210 | 220-270 |
| Срок службы (80% DoD) | 3000-4000 циклов | 5000-6000 циклов | 1500-2000 циклов |
| Риск теплового разгона | Низкий | Средний | Высокий |
| Характеристики холодной зарядки | Хорошо | Умеренный | Бедный |
Что касается стоимости по сравнению с литий-ионными?
Как химия влияет на цену?
В натриево-ионных батареях не используются редкие металлы, такие как никель, кобальт или литий. Это снижает стоимость материалов. Также помогает меньшее количество охлаждающих деталей и простое управление батареей.
Сколько OEM-производители могут сэкономить на бюджетных EV?
В небольших моделях EV стоимость батарей может снизиться на 10-30% при использовании натрий-ионных, в зависимости от того, как они будут созданы и сколько их будет выпущено.
С какими проблемами сталкиваются ионно-натриевые батареи?
А как насчет компромиссов с плотностью энергии?
Благодаря меньшей энергоемкости натрий-ионных аккумуляторов они подходят для короткоходных и тихоходных EV. Автомобилям с большим радиусом действия пока что нужен литий.
Что касается упаковки и соответствия системе?
Натрий-ионные аккумуляторы не встанут в EV с литиевыми аккумуляторами без некоторых изменений. В тесных помещениях может потребоваться полная перепланировка.
Какие сертификаты безопасности необходимы?
Эти батареи по-прежнему должны соответствовать таким стандартам, как UN38.3, ISO 26262 и ECE R100. Некоторые страны все еще разрабатывают правила для натрия.
Преимущества для экологии и устойчивого развития?
Какие материалы снижают воздействие на окружающую среду?
Натрий, марганец, железо - их легко получить и добыть с меньшими потерями. Они пропускают более трудные части, связанные с литием и кобальтом.
Как насчет переработки?
Натрий-ионные аккумуляторы легче выходят из строя, и в них меньше токсичных деталей. Несмотря на то, что перерабатывающие предприятия все еще развиваются, их базовая химия очень помогает в долгосрочном повторном использовании.
Заключение
Натриево-ионная батарея Kamada Power не смогут полностью заменить литий-ионные, но они определенно помогут их поддержать. Для стартовых EV, городских автопарков, RV и LEV они предлагают разумное сочетание стоимости, безопасности и экологичности.
OEM-производители и поставщики первого уровня, которые придут на рынок раньше, смогут занять лидирующие позиции на новых рынках EV. Со временем, натриево-ионная батарея может занять место рядом с литием в сбалансированных батареях.
Хотите попробовать натрий-ионный аккумулятор в своей платформе EV? Связаться с Камада Пауэр для получения образцов, помощи в разработке дизайна или индивидуального заказа решения для натриево-ионных аккумуляторов.