Récemment, de plus en plus de clients nous posent la question de savoir si la batterie sodium-ion remplacera la batterie au lithium à l'avenir. Quelle est la principale différence entre la batterie sodium-ion et la batterie au lithium ? Nous expliquons ici en détail.
Lors de la conférence publique de CATL sur les batteries sodium-ion, l'ère des batteries sodium-ion approche. Désormais, CATL devrait accélérer l'industrialisation des batteries sodium-ion et remplacer partiellement les batteries fer-lithium à l'avenir.
Qu'est-ce qu'une batterie sodium-ion ? Quels sont ses avantages et ses inconvénients, et ses perspectives d’application futures ? Voici notre jugement :
1) La batterie sodium-ion n’est pas une nouvelle technologie, il n’y a pas d’innovation dite « révolutionnaire », il s’agit plutôt d’une itération technologique ;
2) Les batteries sodium-ion présentent des avantages et des inconvénients distincts, d'énormes avantages en termes de ressources et de coûts, ce qui laisse espérer de bonnes perspectives d'application dans les domaines du stockage d'énergie, des véhicules électriques à deux roues et des véhicules à basse vitesse de classe A00. Cependant, la faible densité énergétique rend difficile le remplacement des batteries automobiles à haute endurance (à moins que la densité énergétique des batteries sodium-ion de nouvelle génération puisse dépasser 200 Wh/kg) ;
3) Étant donné que les réserves de sodium sont plus abondantes que celles du lithium, les entreprises doivent accorder toute l'attention voulue à l'importance stratégique des batteries au sodium en tant que réserve technique pour assurer la sécurité énergétique.
1. Qu’est-ce qu’une batterie sodium-ion ?
Les recherches sur les batteries sodium-ion remontent aux années 1970. Au cours des 10 dernières années, les recherches connexes ont marqué le début d'une explosion et l'industrie a commencé à se développer. Semblable au principe de fonctionnement du fauteuil à bascule à batterie lithium-ion, la batterie sodium-ion repose sur le mouvement des ions sodium entre les électrodes positives et négatives pour fonctionner.
La plus grande différence entre une batterie sodium-ion et une batterie au lithium réside dans le matériau de la cathode :
1) La batterie sodium-ion adopte un système NaCuFeMnO/carbone mou par rapport au système lithium fer phosphate/graphite ;
2) Sélectionnez des matériaux à base de carbone, des oxydes de métaux de transition, des matériaux en alliage, etc. pour l'électrode négative ;
3) Choisissez du sel de sodium tel que l'hexafluorophosphate de sodium plutôt qu'une batterie au lithium comme électrolyte ;
4) Le collecteur de courant anodique est une feuille d'aluminium plutôt qu'une feuille de cuivre et de lithium.
En termes d'équipements de fabrication et de production, les batteries sodium-ion et les batteries au lithium ont une compatibilité élevée.
Quel est le développement des batteries sodium-ion ?
Depuis 2021, la forte croissance de la demande mondiale de batteries a commencé à se heurter au problème des contraintes liées aux ressources en lithium. Données éoliennes, au 20/07/2021, le prix du carbonate de lithium a augmenté de 66 % cette année et celui de l'hydroxyde de lithium de 96 %.
Par rapport aux ressources en lithium, les ressources en sodium sont riches en réserves et largement distribuées, de sorte que les batteries au sodium auront un plus grand avantage en termes de coût après une utilisation commerciale à grande échelle.
2. Comparez les avantages et les inconvénients des batteries au lithium et développez des batteries sodium-ion
Par rapport aux batteries au lithium, les batteries sodium-ion présentent les avantages suivants :
1) Ressources abondantes, l'abondance de la croûte d'ions sodium du principal porteur de charge des batteries sodium-ion est d'environ 2,36 %, ce qui est bien supérieur à 0,002 % du lithium-ion ;
2) Le coût est inférieur. Le coût du matériau cathodique des batteries sodium-ion (système NaCuFeMnO/carbone mou) ne représente que 40 % du coût du matériau cathodique des batteries lithium-ion (système lithium fer phosphate/graphite) ;
3) Plus sûre, la batterie sodium-ion a des performances électrochimiques relativement stables.
Inconvénients de la batterie au lithium et de la batterie sodium-ion :
1) La densité énergétique est faible. La densité énergétique unique actuelle des cellules de batterie sodium-ion n'est que de 120 Wh/kg, ce qui est nettement inférieur aux 180 Wh/kg des batteries lithium fer phosphate et aux 240 Wh/kg ternaires.
2) La durée de vie est relativement courte. Les temps de cycle actuels des batteries sodium-ion peuvent atteindre environ 1 500 fois, ce qui est nettement inférieur à 6 000 fois celui des batteries lithium fer phosphate et à 3 000 fois celui des batteries NMC.
3) La chaîne industrielle est encore imparfaite. Comme les équipements d’ingénierie et les installations de soutien à la chaîne d’approvisionnement n’ont pas encore été créés, le coût de production actuel est supérieur à celui des batteries au lithium.
3. Les batteries sodium-ion occupent des dizaines de milliards d’espace de marché
Grâce à l’analyse ci-dessus, il apparaîtra que les batteries sodium-ion présentent des avantages et des inconvénients très distincts.
Ses énormes ressources et ses avantages en termes de coûts lui permettent d'avoir de larges perspectives d'application dans les domaines du stockage d'énergie, des véhicules électriques à deux roues et des automobiles de classe A00. Cependant, la faible densité énergétique a conduit à un faible degré de correspondance avec les exigences d'endurance à long terme des véhicules utilisant de nouvelles énergies.
CITIC Securities estime qu'en raison de leurs avantages en termes de coûts, les batteries sodium-ion devraient être commercialisées dans le stockage d'énergie, les machines de construction, les stations de base de communication, les véhicules à deux roues et d'autres scénarios ayant des exigences de densité énergétique plus faibles. La technologie constitue un certain complément.
Everbright Securities estime que les batteries sodium-ion ont de bonnes perspectives d'application dans les domaines du stockage d'énergie, des deux-roues électriques et des automobiles de classe A00. On estime qu’en 2025, la demande intérieure de stockage d’énergie sera de 48 GWh, celle des deux-roues de 41 GWh et celle des voitures de classe A00 de 34 GWh. À l’heure actuelle, ces trois scénarios utilisent principalement des batteries au lithium fer phosphate. Si l’industrialisation des batteries sodium-ion progresse sans problème, les batteries fer-lithium seront remplacées.
Aujourd'hui, de plus en plus d'entreprises déplorent la recherche et la commercialisation des batteries sodium-ion. VTC Power franchit également le pas et investit des milliards de RMB dans la batterie sodium-ion pour le futur marché.
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