Kostnadseffektive natriumbatterier forventes å erstatte litiumbatterier

Natrium-ion-batterier dukker stille opp som en høyprofilert ny energilagringsteknologi. Sammenlignet med de velkjente litium-ion-batteriene har natrium-ion-batterier mange spennende funksjoner og potensiale. Natriumressurser er relativt rikelig og allment tilgjengelig. Natriumbatterier fungerer også godt når det gjelder energilagringstetthet og kan brukes på mange felt, inkludert elektriske kjøretøy.

Prinsipp og definisjon av natriumionbatteri

Natrium-ion-batterier er en oppladbar batteriteknologi som ligner på litiumbatterier, men de er svært forskjellige i råmaterialer. Natrium-ion-batterier bruker natriumioner til å overføre ladning mellom de positive og negative elektroder på batteriet for å lagre og frigjøre energi, mens litium-ion-batterier bruker litiumioner for ladningsoverføring.

Når et natriumionbatteri lades, forlater natriumioner det positive elektrodematerialet og beveger seg gjennom elektrolytten inn i det negative elektrodematerialet for lagring. Denne prosessen er reversibel, noe som betyr at natriumion-batterier kan lades og utlades mange ganger. Når den lagrede energien må frigjøres, fungerer batteriet i revers, med natriumioner som frigjøres fra det negative materialet og returneres til det positive materialet gjennom elektrolytten, og skaper en elektrisk strøm.

I motsetning til dette er fordelen med natriumion-batterier den brede tilgjengeligheten og relativt lave kostnadene for natriumressurser, og natriums rikelig tilstedeværelse i jordskorpen gjør det til et mer bærekraftig alternativ. Litiumressurser er relativt knappe, og gruvedrift og prosessering av litium kan også ha visse påvirkninger på miljøet. Derfor er natriumion-batterier et grønnere alternativ når man vurderer bærekraft.

Natrium-ion-batterier er imidlertid fortsatt i de tidlige stadiene av utvikling og kommersialisering, og det er fortsatt noen produksjonsutfordringer sammenlignet med litium-ion-batterier, som større størrelse, tyngre vekt og langsommere lade- og utladningshastigheter. Imidlertid, med fremskritt av teknologi og dyptgående forskning, forventes natriumion-batterier å bli en batteriteknologi med brede bruksmuligheter.

De absolutte fordelene med natrium-ion-batterier

En betydelig fordel med natriumion-batterier er deres lave kostnader, en klar fordel i forhold til litiumbatterier. Litiumbatterier bruker litium som råmateriale, og prisen på litium har holdt seg høy, noe som gjør gruvedrift og prosessering av litiummetall til en ekstremt lønnsom virksomhet. Produksjonskostnaden for litiummetall per tonn er omtrent US$5000 til US$8000.

Det er verdt å merke seg at $5000 til $8000 bare er kostnadene ved gruvedrift og produksjon av litium, og markedsprisen på litium er mye høyere enn dette tallet. Litium selges på markedet for mer enn ti ganger så mye, ifølge offentlige data fra et New York-basert private equity-selskap som investerer i elbilindustrien.

For å ta USA som eksempel, gitt de enorme fortjenestemarginene, er investorer og banker ivrige etter å investere eller låne ut til litiumgruvedrift eller litiumforedlingsprosjekter. USA gir til og med titalls millioner dollar i tilskudd til litiumprospektører og prosessorer. Litium er ikke uvanlig på jorden, men det ble ikke ansett som veldig verdifullt før salget av elbiler begynte å ta av.

Etter hvert som etterspørselen øker, prøver industrien å åpne nye gruver og prosessanlegg øker kapasiteten til å behandle malmen. Prisen på litium har vært skyhøye, og har gradvis dannet et monopolmarked. Bilprodusenter har også begynt å bekymre seg for litiummangel og stigende priser. Selv store bilprodusenter som Tesla vil bli direkte involvert i litiumbransjen. Bilprodusenters angst for råstoffet litium ga opphav til natriumion-batterier.