Вступ
Іонно-натрієва батарея 12 В Останнім часом все більше уваги приділяється накопичувачам енергії. Оскільки ціни зростають, ланцюги поставок стають дещо хиткими, а всі ці екологічні проблеми, пов'язані з літій-іонними акумуляторами, викликають головний біль, багато виробників звертаються до кращих варіантів. Натрій-іонні акумулятори - дешевші, використовують більш поширені матеріали і безпечніші у використанні - починають демонструвати реальні перспективи для використання в автомобілях.
У цій статті ми розбираємо реальну роль, яку натрій-іонні акумулятори можуть відігравати в автомобілях. Ми розглянемо, де вони застосовуються, як вони влаштовані з технічної точки зору, коли вони можуть масштабуватися, і на що слід звернути увагу B2B-покупцям, якщо вони хочуть залишатися на крок попереду в цій грі.
Іонно-натрієва батарея 12В 100Ач
Іонно-натрієва батарея 12В 200Ач
Кому варто потурбуватися про іонно-натрієві акумулятори в автомобілях?
Хто є ключовими особами, які приймають рішення у сфері В2В?
Виробники обладнання, нові стартапи в галузі електромобілів, інтегратори першого рівня та ті, хто будує "зелені" автопарки, придивляються до натрій-іонів. Оскільки ринок електромобілів розділився на багато типів, фахівці з постачання та продуктові команди переосмислюють хімічні речовини, які краще відповідають новим моделям.
Хто є групами кінцевих споживачів, на яких це опосередковано впливає?
Хоча цю технологію використовують переважно підприємства, інші люди, як-от команди спільних поїздок, оператори доставки, менеджери громадського транспорту та екологічні водії в містах, можуть отримати значну вигоду від неї. Економія коштів і тепловіддача іонно-натрієвих акумуляторів дуже зручні для практичних людей.
Для яких типів автомобілів підходять іонно-натрієві акумулятори?
Що таке легкі електромобілі (LEV) і чому вони підходять?
Типи LEV - такі як електрорикші, мікроавтобуси, візки для місцевого використання, автофургони, скутери або навіть крихітні електромобілі NEV - не потребують великого запасу ходу чи швидкості. Ці автомобілі їздять короткими міськими маршрутами, і натрій-іонний акумулятор добре з цим справляється. Їхні енергетичні потреби якраз добре узгоджуються з тим, що дають натрій-іонні пакети.
А як щодо низькошвидкісних та комерційних транспортних засобів?
Комунальний транспорт - сміттєвози, невеликі міські мікроавтобуси, складські навантажувачі та машини технічного обслуговування - щодня їздять за визначеними маршрутами. Натрій-іонні акумулятори добре переносять холод, витримують понад 3 000 циклів і не потребують особливого охолодження, що робить автопарки щасливими, оскільки скорочує витрати на технічне обслуговування.
Чи може іон натрію допомогти гібридним електромобілям (HEV)?
HEV все ще використовують переважно газові двигуни, але вони також мають допоміжні акумулятори. Натрій-іонні батареї добре підходять для цих мікро- та м'яких гібридних ролей. Вони швидко заряджаються, не перегріваються і надають системам додатковий запас міцності без реального впливу на продуктивність.
Де натрій-іон не підходить для високопродуктивних електромобілів?
Щільність енергії в натрій-іонних пакетах становить 100-160 Вт-год/кг. Цього недостатньо для великих електромобілів, яким потрібен пробіг понад 250 миль або швидкий старт. Тож поки що літій-іонні батареї залишаються королем у розкішних автомобілях та великих позашляховиках. Але згодом люди можуть об'єднати обидві системи в одну.
Типи транспортних засобів та найкращі хімічні сумісності акумуляторів
| Тип транспортного засобу | Типова дальність (милі) | Типова швидкість (миль/год) | Найкращий тип батареї | Чому це підходить |
|---|
| Електронні рикші та мікроавтобуси | 30-60 | 15-25 | Натрій-іон | Помірний асортимент, доступний за ціною, добре підходить для холоду |
| Низькошвидкісні сусідські автомобілі | 40-70 | 25-35 | Натрій-іон | Передбачувані маршрути, довговічні, економічно ефективні |
| Гібридні електромобілі | 300+ (разом) | 60-90 | Іон літію + іон натрію | Безпека + економія коштів завдяки подвійним системам |
| Високопродуктивні електромобілі | 250+ | 60+ | Літій-іонний | Високі потреби в енергії та потужності |
Чому автовиробники вивчають технологію натрій-іонних акумуляторів саме зараз?
Чому наявність сировини має значення?
Натрій зустрічається практично скрізь - у морській воді та звичайних гірських породах. Він не спричиняє таких проблем у видобутку, як літій і кобальт. Це робить ланцюжки поставок менш ризикованими, а ціни - стабільнішими.
Чому теплова безпека має таке велике значення?
Ці батареї не так легко загоряються. Це означає відсутність складних систем охолодження, швидке отримання дозволів і менше турбот про пожежу. Автопаркам це подобається, тому що вони отримують безпечніше та простіше налаштування акумуляторів.
Чому вартість має таке велике значення на ринках, що розвиваються?
Такі країни, як Південна Азія, Африка та Латинська Америка, потребують транспортних засобів, які не коштують цілий статок. Натрій-іонні батареї можуть знизити ціну до 30%. Це допомагає електромобілям конкурувати з дешевим бензином, який все ще використовується повсюдно.
Порівняння вартості NMC, LFP та натрій-іонних грубих акумуляторних батарей
| Тип батареї | Витрати на сировину в порівнянні з НМЦ | Вартість пакета за кВт-год (USD) | Потреби в охолодженні | Типовий термін служби (80% DoD) |
|---|
| Літій-іонний (NMC) | Базовий рівень | $100-130 | Високий | 1500-2000 циклів |
| Літій-іонний (LFP) | ~10-20% нижче | $70-100 | Середній | 4000-6000 циклів |
| Натрій-іон | 20-40% нижній | $80-120 | Низький | 3000-4500 циклів |
Коли іонно-натрієві акумулятори досягнуть масового використання в автомобілях?
Коли будуть готові комерційні моделі?
CATL і HiNa вже мають готові елементи для автомобілів і планують випустити їх до 2025 року. JAC Motors продемонструвала автомобіль на іонно-натрієвих батареях, а пілоти почали тестування в Індії та Європі.
Коли виробники повинні розпочати тестування?
Якщо OEM-виробники хочуть орієнтуватися на доставку електромобілів або мікроавтобусів, вони повинні почати тестування вже зараз. Проведення випробувань у період з 2024 по 2026 рік дозволить їм рухатися швидше, ніж іншим учасникам тієї ж гри.
Як іонно-натрієві акумулятори технічно відрізняються від літій-іонних?
Як співвідносяться щільність енергії та продуктивність?
- Натрій-іон: 100-160 Вт/кг
- LFP літій-іонний: 180-210 Вт-год/кг
- NMC літій-іонний: 220-270 Вт-год/кг
Натрій-іонні не виграють у щільності, але мають надійну безпеку, довгий термін служби та перевагу в холодну погоду.
Як відрізняється поведінка зарядки?
Вони добре заряджаються за нормальної температури, і краще, ніж літієві акумулятори, коли мороз. Це дозволяє відмовитися від складних теплових систем для автомобілів з холодних регіонів.
Як розмір і вага впливають на дизайн автомобіля?
Натрій-іонні акумулятори більші. Але у вантажних фургонах або електромобілях для місцевого використання, де є місце, цей розмір не має значення.
Порівняння натрій-іонних, літій-іонних та літій-іонних акумуляторів NMC за технічними характеристиками
| Spec | Натрій-іон | LFP Літій-іонний | NMC Lithium-ion |
|---|
| Щільність енергії (Вт/кг) | 100-160 | 180-210 | 220-270 |
| Термін служби (80% DoD) | 3000-4000 циклів | 5000-6000 циклів | 1500-2000 циклів |
| Ризик теплового втечі | Низький | Середній | Високий |
| Ефективність холодного заряджання | Добре. | Помірний | Бідолаха. |
А як щодо витрат у порівнянні з літій-іонними?
Як хімія впливає на ціну?
Натрій-іонні акумулятори не використовують рідкісні метали, такі як нікель, кобальт або літій. Це знижує вартість матеріалів. Менша кількість охолоджувальних елементів і просте керування батареєю також допомагають.
Скільки OEM-виробники можуть заощадити на бюджетних електромобілях?
У менших моделях електромобілів вартість батареї може знизитися на 10-30% при використанні іонно-натрієвих акумуляторів, залежно від того, як вони побудовані і скільки їх виробляється.
З якими проблемами стикаються натрій-іонні акумулятори?
А як щодо компромісів щодо щільності енергоспоживання?
Низький енергетичний ліміт натрій-іонів означає, що вони підходять для електромобілів на короткі дистанції або для повільних транспортних засобів. Автомобілі далекого радіусу дії поки що потребують літію.
А як щодо пакування та встановлення системи?
Натрій-іонні акумуляторні батареї не підійдуть для літієвих електромобілів без певних змін. У вузьких місцях може знадобитися повна переробка.
Які сертифікати безпеки необхідні?
Ці батареї все ще повинні відповідати таким стандартам, як UN38.3, ISO 26262 та ECE R100. Деякі країни все ще розробляють правила, що стосуються натрію.
Переваги для довкілля та сталого розвитку?
Які матеріали мають менший вплив на навколишнє середовище?
Натрій, марганець, залізо - їх легко отримати і видобувати з меншими втратами. Вони оминають брудніші частини, пов'язані з літієм і кобальтом.
Як щодо переробки?
Натрій-іонні акумулятори легше руйнуються і мають менше токсичних компонентів всередині. Хоча кількість установок для переробки все ще зростає, їхня базова хімія значно допомагає у довготривалому повторному використанні.
Висновок
Іонно-натрієвий акумулятор Kamada Power не зможуть повністю замінити літій-іонні, але вони точно допоможуть їх підтримати. Для початкових електромобілів, міських автопарків, автофургонів та LEV вони пропонують розумне поєднання цінності, безпеки та сталості.
OEM-виробники та постачальники першого рівня, які встигнуть долучитися до ринку на ранній стадії, зможуть випередити конкурентів на нових ринках електромобілів. З часом, іонно-натрієвий акумулятор може бути пліч-о-пліч з літієм у збалансованих батареях.
Хочете спробувати натрій-іонну батарею на своїй електромобільній платформі? Зверніться до Kamada power для отримання зразків, допомоги в розробці або індивідуального підбору іонно-натрієві акумулятори.