Gần đây, ngày càng có nhiều khách hàng hỏi chúng tôi câu hỏi liệu pin natri-ion có thay thế pin lithium trong tương lai hay không. Sự khác biệt chính giữa pin natri-ion và pin lithium là gì? Ở đây, chúng tôi giải thích chi tiết.
Khi hội nghị công khai về pin natri ion của CATL, kỷ nguyên pin natri-ion đang đến. CATL dự kiến sẽ đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa pin natri-ion và thay thế một phần pin sắt-lithium trong tương lai.
Pin ion natri là gì? Ưu điểm và nhược điểm của nó cũng như triển vọng ứng dụng trong tương lai của nó là gì? Sau đây là phán quyết của chúng tôi:
1) Pin natri ion không phải là một công nghệ mới, không có cái gọi là đổi mới "đột phá", hơn nữa đó là sự lặp lại công nghệ;
2) Pin natri-ion có những ưu điểm và nhược điểm riêng biệt, nguồn tài nguyên lớn và lợi thế về chi phí, khiến nó được kỳ vọng sẽ có triển vọng ứng dụng tốt trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, xe hai bánh chạy điện và xe tốc độ thấp loại A00. Tuy nhiên, mật độ năng lượng thấp gây khó khăn cho việc thay thế pin năng lượng cao cho ô tô (trừ khi mật độ năng lượng của pin natri-ion thế hệ tiếp theo có thể vượt quá 200Wh/kg);
3) Xét thấy trữ lượng natri dồi dào hơn lithium, các doanh nghiệp nên quan tâm đúng mức đến tầm quan trọng chiến lược của pin natri như một nguồn dự trữ kỹ thuật để đảm bảo an ninh năng lượng.
1. Pin ion natri là gì?
Nghiên cứu về pin ion natri có thể bắt nguồn từ những năm 1970. Trong 10 năm qua, các nghiên cứu liên quan đã tạo ra một làn sóng bùng nổ và ngành công nghiệp này đã bắt đầu phát triển. Tương tự như nguyên lý hoạt động của ghế bập bênh pin lithium-ion, pin natri-ion dựa vào sự chuyển động của các ion natri giữa các điện cực dương và âm để hoạt động.
Sự khác biệt lớn nhất giữa pin ion natri và pin lithium là vật liệu làm cực âm:
1) Pin natri ion sử dụng hệ thống NaCuFeMnO/cacbon mềm so với hệ thống lithium sắt photphat/than chì;
2) Chọn vật liệu gốc cacbon, oxit kim loại chuyển tiếp, vật liệu hợp kim, v.v. cho điện cực âm;
3) Chọn muối natri như natri hexafluorophosphate so với pin lithium làm chất điện phân;
4) Bộ thu dòng điện cực dương là lá nhôm so với lá đồng lithium.
Về mặt thiết bị chế tạo, sản xuất, pin ion natri và pin lithium có khả năng tương thích cao.
Sự phát triển của pin natri-ion là gì?
Kể từ năm 2021, nhu cầu pin toàn cầu tăng trưởng cao đã bắt đầu phải đối mặt với vấn đề hạn chế về nguồn tài nguyên lithium. Dữ liệu gió, tính đến ngày 20/07/2021, giá lithium cacbonat đã tăng 66% trong năm nay và lithium hydroxit đã tăng 96%.
So với tài nguyên lithium, tài nguyên natri rất giàu trữ lượng và phân bố rộng rãi, do đó pin natri sẽ có lợi thế hơn về chi phí sau khi sử dụng thương mại quy mô lớn.
2. So sánh ưu nhược điểm của pin lithium và phát triển pin natri-ion
So với pin lithium, pin ion natri có những ưu điểm sau:
1) Nguồn tài nguyên dồi dào, độ phong phú của lớp vỏ ion natri của chất mang điện tích chính của pin ion natri là khoảng 2,36%, cao hơn nhiều so với 0,002% của ion lithium;
2) Chi phí thấp hơn. Chi phí vật liệu cực âm của pin ion natri (hệ thống NaCuFeMnO/cacbon mềm) chỉ bằng 40% chi phí vật liệu cực âm của pin lithium ion (hệ thống lithium sắt photphat/graphite);
3) An toàn hơn, pin ion natri có hiệu suất điện hóa tương đối ổn định.
Nhược điểm của pin lithium và pin natri ion:
1) Mật độ năng lượng thấp. Mật độ năng lượng đơn hiện tại của pin natri-ion chỉ là 120Wh/kg, thấp hơn đáng kể so với 180Wh/kg của pin lithium iron phosphate và 3 loại pin ternary 240Wh/kg.
2) Vòng đời tương đối ngắn. Thời gian chu kỳ hiện tại của pin ion natri lên tới khoảng 1500 lần, thấp hơn đáng kể so với 6000 lần của pin lithium iron phosphate và 3000 lần pin NMC.
3) Chuỗi công nghiệp còn chưa hoàn thiện. Do thiết bị kỹ thuật và cơ sở hỗ trợ chuỗi cung ứng chưa được hình thành nên giá thành sản xuất hiện nay cao hơn pin lithium.
3. Pin natri-ion có thị trường hàng chục tỷ
Qua những phân tích trên sẽ thấy pin ion natri có những ưu nhược điểm rất rõ ràng.
Lợi thế về nguồn lực và chi phí khổng lồ khiến nó được kỳ vọng sẽ có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực lưu trữ năng lượng, xe hai bánh chạy điện và ô tô hạng A00. Tuy nhiên, mật độ năng lượng thấp đã dẫn đến mức độ phù hợp thấp với yêu cầu về độ bền lâu dài của các phương tiện sử dụng năng lượng mới.
CITIC Securities tin rằng nhờ lợi thế về chi phí, pin ion natri dự kiến sẽ được thương mại hóa trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, máy xây dựng, trạm cơ sở truyền thông, xe hai bánh và các ứng dụng khác có yêu cầu mật độ năng lượng thấp hơn. Công nghệ hình thành một sự bổ sung nhất định.
Everbright Securities tin rằng pin natri-ion có triển vọng ứng dụng tốt trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, xe hai bánh chạy điện và ô tô hạng A00. Ước tính đến năm 2025, nhu cầu lưu trữ năng lượng trong nước là 48GWh, xe hai bánh cần 41GWh, ô tô hạng A00 cần 34GWh. Hiện tại, ba kịch bản này chủ yếu sử dụng pin lithium iron phosphate. Nếu quá trình công nghiệp hóa pin natri-ion diễn ra suôn sẻ, pin sắt-lithium sẽ được thay thế.
Hiện nay, ngày càng có nhiều công ty ngừng nghiên cứu và thương mại hóa pin ion natri. VTC Power cũng theo đuổi bước đi này và đầu tư hàng tỷ RMB vào pin ion natri cho thị trường tương lai.
Công ty TNHH VTC Power,Pin Natri ion,Pin Lithium,Pin Lithium ion,Pin Lifepo4,Ắc quy lưu trữ năng lượng,Ắc quy EV
