Uvod
12V natrijeva ionska baterija je v teh dneh vse bolj v ospredju na področju shranjevanja energije. Zaradi naraščajočih cen, vse bolj nestabilnih dobavnih verig in vseh okoljskih težav, povezanih z litij-ionskimi baterijami, se številni proizvajalci zdaj obračajo k boljšim možnostim. Natrijevo-ionske baterije, ki so cenejše, uporabljajo snovi, ki so povsod bolj razširjene, in so varnejše za uporabo, se začenjajo obetati za uporabo v avtomobilih.
V tem članku predstavljamo vlogo, ki bi jo natrijevo-ionske baterije lahko imele v avtomobilih v resničnem svetu. Opredelili smo, kje je primerna, kako se tehnično odvija, kdaj bi se lahko razširila in kaj bi morali upoštevati kupci B2B, če želijo ostati v prednosti.
12V 100Ah natrijeva ionska baterija
12V 200Ah natrijeva ionska baterija
Komu je treba skrbeti za natrijevo-ionske baterije v avtomobilih?
Kdo so ključni odločevalci B2B?
Proizvajalci originalne opreme, novejši zagonski proizvajalci električnih vozil, integratorji prvega reda in tisti, ki gradijo zelene vozne parke, so pozorni na natrijevo-ionske baterije. Ker se področje električnih vozil deli na več vrst, ljudje, ki se ukvarjajo z nabavo, in ekipe za izdelke ponovno razmišljajo o kemikalijah, ki se bolje ujemajo z novimi modeli.
Kdo so skupine končnih uporabnikov, na katere to posredno vpliva?
Čeprav to tehnologijo uporabljajo predvsem podjetja, bi lahko imeli veliko koristi tudi drugi, kot so ekipe za souporabo vozil, dostavljavci, upravljavci javnega prevoza in ekološko usmerjeni vozniki v mestih. Prihranek cene in ravnanje s toploto natrijevih ionov sta primerna za praktične ljudi.
Za katere vrste avtomobilov so primerne natrijevo-ionske baterije?
Kaj točno so lahka električna vozila (LEV) in zakaj so primerna?
vrste LEV, kot so e-rikše, mikroavtomobili, vozički za lokalno uporabo, avtodomi, skuterji ali celo tista majhna vozila NEV, ne potrebujejo velikega dosega ali hitrosti. Ti avtomobili vozijo po kratkih mestnih poteh in natrijevo-ionska baterija dobro sodeluje s tem. Njihove potrebe po energiji se dobro ujemajo s tistimi, ki jih zagotavljajo natrijevo-ionske baterije.
Kaj pa nizke hitrosti in gospodarska vozila?
Vozila za komunalne namene - pomislite na smetarske tovornjake, majhne mestne kombije, skladiščne viličarje in vzdrževalne enote - se vsak dan vozijo po določenih poteh. Natrijevo-ionske baterije dobro prenašajo mraz, zdržijo več kot 3 000 ciklov in ne potrebujejo veliko hlajenja, kar veseli vozne parke, saj zmanjšuje stroške vzdrževanja.
Ali lahko natrijevo-iontne baterije pomagajo hibridnim električnim vozilom (HEV)?
Vozila HEV še vedno uporabljajo predvsem plinske motorje, vendar imajo tudi pomožne baterije. Natrijevo-ionske baterije so primerne za te mikro- in blagohibridne baterije. Hitro se polnijo, ne pregrejejo se zlahka in sistemom zagotavljajo varnost brez dejanskega vpliva na zmogljivost.
Kje so natrijevo-ionske baterije pomanjkljive za visokozmogljiva električna vozila?
Energijska gostota natrijevih ionskih baterij je 100-160 Wh/kg. To ni dovolj za velike električne avtomobile, ki potrebujejo več kot 250 kilometrov ali veliko hitrost. Zato za zdaj litij-ionski akumulatorji ostajajo kralji v luksuznih vozilih in velikih SUV-jih. Pozneje pa bodo ljudje morda združili oba sistema v en sistem.
Tipi vozil in najboljše kemijske lastnosti baterij
| Tip vozila | Običajni doseg (milje) | Tipična hitrost (mph) | Najboljša vrsta baterije | Zakaj je primeren |
|---|
| E-rikše in mikroavtomobili | 30-60 | 15-25 | Natrijevi ioni | Zmeren doseg, cenovno ugoden, dober v mrazu |
| Sosedski avtomobili za nizke hitrosti | 40-70 | 25-35 | Natrijevi ioni | Predvidljive poti, trajne, stroškovno učinkovite |
| Hibridna električna vozila | 300+ (skupaj) | 60-90 | Litij-ionski + natrijev-ionski | Varnost + prihranek pri stroških z dvojnimi sistemi |
| Visokozmogljiva električna vozila | 250+ | 60+ | Litij-ionski | Visoke potrebe po energiji in električni energiji |
Zakaj proizvajalci avtomobilov zdaj raziskujejo tehnologijo natrijevih ionskih baterij?
Zakaj je razpoložljivost surovin pomembna?
Natrij se pojavlja skoraj povsod - v morski vodi in običajnih kamninah. Ne povzroča enakih rudarskih težav kot litij in kobalt. Zaradi tega so dobavne verige manj tvegane, cene pa bolj stabilne.
Zakaj je toplotna varnost tako pomembna?
Te baterije se ne vžgejo zlahka. To pomeni, da ni treba imeti zapletenih hladilnih sistemov, hitreje pridobiti dovoljenja in manj skrbi zaradi požara. To je flotam všeč, saj dobijo varnejšo in enostavnejšo namestitev baterij.
Zakaj so stroški tako pomembni na razvijajočih se trgih?
Kraji, kot so Južna Azija, Afrika in Latinska Amerika, potrebujejo vozila, ki ne stanejo ogromno. Natrijevo-ionska tehnologija lahko zniža cene paketov do 30%. To pomaga električnim vozilom konkurirati poceni vožnjam z bencinskimi vozili, ki so še vedno povsod tam zunaj.
Primerjava stroškov paketov NMC in LFP ter natrijevo-ionskih grobih baterij
| Vrsta baterije | Stroški surovin v primerjavi z NMC | Stroški pakiranja na kWh (USD) | Potrebe po hlajenju | Tipična življenjska doba cikla (80% DoD) |
|---|
| Litij-ionski (NMC) | Osnovni | $100-130 | Visoka | 1500-2000 ciklov |
| Litij-ionski (LFP) | ~10-20% nižji | $70-100 | Srednja | 4000-6000 ciklov |
| Natrijevi ioni | 20-40% nižji | $80-120 | Nizka | 3000-4500 ciklov |
Kdaj bodo natrijevo-ionske baterije začele množično uporabljati v avtomobilih?
Kdaj bodo pripravljeni komercialni modeli?
Podjetji CATL in HiNa sta že pripravili celice za avtomobile in jih nameravata uvesti do leta 2025. Družba JAC Motors je pokazala avtomobil na natrijeve ione, pilotni preizkusi pa so se začeli tudi v Indiji in Evropi.
Kdaj morajo proizvajalci začeti s testiranjem?
Če se želijo proizvajalci originalne opreme osredotočiti na dostavne električne avtomobile ali mikroavtomobile, morajo začeti s testiranjem zdaj. Če bodo začeli izvajati preskuse med letoma 2024 in 2026, bodo lahko napredovali hitreje kot drugi v isti igri.
Kako so natrijevo-ionske baterije tehnično primerljive z litij-ionskimi?
Kakšna je primerjava energijske gostote in zmogljivosti?
- Natrijev ion: 100-160 Wh/kg
- LFP litij-ionski: 180-210 Wh/kg
- Litij-ionski NMC: 220-270 Wh/kg
Natrijevo-ionski akumulatorji niso zmagovalci po gostoti, vendar imajo zanesljivo varnost, dolgo življenjsko dobo in prednost v hladnem vremenu.
Kako se razlikuje obnašanje pri polnjenju?
Pri običajnih temperaturah se dobro polnijo, pri zmrzovanju pa so boljše od litijskih. To zmanjšuje potrebo po domišljenih toplotnih sistemih za avtomobile v hladnih regijah.
Kako velikost in teža vplivata na zasnovo avtomobila?
Natrijevo-ionski paketi so večji. Toda v tovornih kombijih ali električnih vozilih za lokalno uporabo, kjer je dovolj prostora, ta velikost ni pomembna.
Primerjava tehničnih specifikacij natrijevih ionov vs LFP vs NMC Litijevi ioni
| Spec | Natrijevi ioni | LFP Litij-ionski | NMC Litij-ionski |
|---|
| Energijska gostota (Wh/kg) | 100-160 | 180-210 | 220-270 |
| Življenjski cikel (80% DoD) | 3000-4000 ciklov | 5000-6000 ciklov | 1500-2000 ciklov |
| Tveganje toplotnega bega | Nizka | Srednja | Visoka |
| Delovanje pri hladnem polnjenju | Dobro | Zmerno | Slaba |
Kakšni so stroški v primerjavi z litij-ionskimi?
Kako kemija vpliva na ceno?
Natrijevo-ionski akumulatorji ne uporabljajo redkih kovin, kot so nikelj, kobalt ali litij. To zmanjšuje stroške materiala. Pomagajo tudi manjše število hladilnih delov in preprost nadzor baterije.
Koliko lahko proizvajalci originalne opreme prihranijo pri cenovno ugodnih električnih vozilih?
Pri manjših modelih električnih vozil bi se lahko stroški baterije z natrijevimi joni znižali za 10-30%, odvisno od načina izdelave in števila izdelanih baterij.
S kakšnimi izzivi se soočajo natrijevo-ionske baterije?
Kaj pa kompromisi glede gostote energije?
Zaradi manjše energijske omejitve natrijevih ionskih baterij so primerne za električna vozila na kratke razdalje ali počasnejša vozila. Avtomobili z dolgim dosegom za zdaj še vedno potrebujejo litij.
Kaj pa embalaža in prileganje sistema?
Natrijevo-ionskih paketov ni mogoče vstaviti v električna vozila, ki so pripravljena na uporabo litija, brez nekaterih popravkov. Za tesne prostore bo morda potrebna popolna sprememba zasnove.
Kateri varnostni certifikati so potrebni?
Te baterije morajo še vedno izpolnjevati zahteve, kot so UN38.3, ISO 26262 in ECE R100. Nekatere države še vedno pripravljajo pravila, ki se nanašajo na natrij.
Koristi za okolje in trajnost?
Kateri materiali imajo manjši vpliv na okolje?
Natrij, mangan, železo - te snovi je enostavno pridobiti in jih izkopati z manj škode. Preskočijo bolj zapletene dele, povezane z litijem in kobaltom.
Kako je z recikliranjem?
Natrijevo-ionske baterije se lažje razgradijo, v njih pa je manj strupenih delov. Medtem ko se število postopkov recikliranja še vedno povečuje, njihova osnovna kemija veliko pripomore k dolgoročni ponovni uporabi.
Zaključek
Kamada Power Natrijeva ionska baterija ne bodo v celoti nadomestili litij-ionskih, vendar jih bodo vsekakor podprli. Za začetna električna vozila, mestne vozne parke, avtodome in vozila LEV ponujajo pametno kombinacijo vrednosti, varnosti in trajnosti.
Proizvajalci originalne opreme in dobavitelji prvega reda, ki se bodo zgodaj vključili, lahko na novejših trgih električnih vozil pridobijo prednost. Sčasoma, natrijeva ionska baterija se lahko v uravnoteženih baterijah uporabljajo skupaj z litijem.
Želite preizkusiti natrijevo-ionsko baterijo v svojem električnem vozilu? Kontakt Kamada power za vzorce, pomoč pri oblikovanju ali prilagojene rešitve za natrijeve ionske baterije.