Ожидается, что экономичные натриевые батареи заменят литиевые батареи.

Натрий-ионные аккумуляторы постепенно превращаются в новую высококлассную технологию хранения энергии. По сравнению с хорошо известными литий-ионными батареями, натрий-ионные батареи обладают множеством интересных особенностей и потенциала. Ресурсы натрия относительно обильны и широко доступны. Натриевые батареи также хорошо проявляют себя с точки зрения плотности накопления энергии и могут использоваться во многих областях, включая электромобили.

Принцип и определение натрий-ионной батареи

Натрий-ионные аккумуляторы представляют собой технологию перезаряжаемых батарей, аналогичную литиевым батареям, но они сильно различаются по сырью. Натрий-ионные батареи используют ионы натрия для передачи заряда между положительными и отрицательными электродами батареи для хранения и высвобождения энергии, тогда как литий-ионные батареи используют ионы лития для передачи заряда.

Когда натрий-ионный аккумулятор заряжается, ионы натрия покидают материал положительного электрода и перемещаются через электролит в материал отрицательного электрода для хранения. Этот процесс обратим, а это означает, что натрий-ионные аккумуляторы можно заряжать и разряжать много раз. Когда необходимо высвободить накопленную энергию, батарея работает в обратном порядке: ионы натрия высвобождаются из отрицательного материала и возвращаются в положительный материал через электролит, создавая электрический ток.

Напротив, преимуществом натрий-ионных батарей является широкая доступность и относительно низкая стоимость ресурсов натрия, а обильное присутствие натрия в земной коре делает его более устойчивым вариантом. Ресурсы лития относительно скудны, а добыча и переработка лития также могут оказывать определенное воздействие на окружающую среду. Таким образом, натрий-ионные батареи являются более экологичным вариантом с точки зрения устойчивости.

Однако натрий-ионные батареи все еще находятся на ранних стадиях разработки и коммерциализации, и по сравнению с литий-ионными батареями все еще существуют некоторые производственные проблемы, такие как больший размер, больший вес и более медленные скорости зарядки и разрядки. Однако ожидается, что с развитием технологий и углубленными исследованиями натрий-ионные батареи станут аккумуляторной технологией с широкими перспективами применения.

Безусловные преимущества натрий-ионных аккумуляторов

Существенным преимуществом натрий-ионных аккумуляторов является их низкая стоимость, что является явным преимуществом перед литиевыми аккумуляторами. В качестве сырья для литиевых батарей используется литий, а цена на литий остается высокой, что делает добычу и переработку металлического лития чрезвычайно прибыльным бизнесом. Себестоимость производства металлического лития за тонну составляет от 5000 до 8000 долларов США.

Стоит отметить, что от $5000 до $8000 — это всего лишь стоимость добычи и производства лития, а рыночная цена лития значительно превышает эту цифру. Согласно общедоступным данным нью-йоркской частной инвестиционной компании, которая инвестирует в индустрию электромобилей, литий продается на рынке более чем в десять раз дороже.

Взяв в качестве примера Соединенные Штаты, учитывая огромную прибыль, инвесторы и банки стремятся инвестировать или кредитовать проекты по добыче или переработке лития. Соединенные Штаты даже предоставляют гранты на десятки миллионов долларов старателям и переработчикам лития. Литий не является редкостью на Земле, но он не считался очень ценным, пока продажи электромобилей не начали стремительно расти.

По мере роста спроса промышленность пытается открыть новые рудники, а перерабатывающие заводы увеличивают свои мощности по переработке руды. Цена на литий стремительно растет, постепенно образуя монопольный рынок. Автопроизводители также начали беспокоиться о нехватке лития и росте цен. Даже крупные автопроизводители, такие как Tesla, будут напрямую участвовать в литиевом бизнесе. Беспокойство автопроизводителей по поводу лития в качестве сырья привело к созданию натрий-ионных аккумуляторов.