Przemysł motoryzacyjny poszukuje tańszej i bardziej zrównoważonej alternatywy dla akumulatorów litowo-jonowych. Dlatego eksperymentuje z różnymi składami chemicznymi i pracuje nad akumulatorami sodowo-jonowymi. Nie pokonają one ogniw litowych, ale z pewnością będą warte swojej znacznie niższej ceny.
Moduł baterii w samochodzie elektrycznym | Foto: Canva
Koncerny motoryzacyjne intensywnie pracują nad tańszymi i energetycznie efektywnymi bateriami. Sód może być tutaj kluczowy, ponieważ występuje w przyrodzie prawie 400 razy częściej niż lit, co znacznie ułatwia jego przemysłowe pozyskiwanie.
Obecna technologia
Do niedawna uważano, że akumulatory sodowo-jonowe nadają się tylko do magazynów energii lub jednośladów, gdzie wymagania dotyczące wydajności nie są zbyt wysokie. Najnowsze osiągnięcia sugerują jednak, że akumulatory sodowo-jonowe mogą znaleźć swoje miejsce w segmencie lekkich pojazdów.
Niespełna 12 miesięcy temu Contemporary Amperex Technology (CATL) ogłosiła, że Chery Automobile została pierwszym klientem jej akumulatorów sodowo-jonowych. Pierwsza generacja baterii sodowo-jonowych CATL miała gęstość energii na poziomie 160 watogodzin na kilogram (Wh/kg). W nowej generacji akumulatorów udało się zwiększyć gęstość energii o 25% do poziomu 200 Wh/kg.
Z punktu widzenia wielu światowych koncernów istotne jest przełamanie chińskiego monopolu na rynku akumulatorów. Jest na to spora szansa. Szwedzki Northvolt opracował akumulator sodowo-jonowy, który wymaga mniejszej ilości metali strategicznych. Bateria nie zawiera kobaltu, niklu, litu ani grafitu i może stać się panaceum na globalną zależność od chińskich ogniw. Stellantis i Northvolt już ogłosiły przejście na technologię akumulatorów sodowo-jonowych.
Perspektywy
Baterie sodowo-jonowe prawdopodobnie staną się alternatywą dla akumulatorów litowo-jonowych na bazie żelaza (LFP), biorąc pod uwagę ich zbliżoną gęstość energii. Średnia gęstość energii dla akumulatorów litowo-jonowych wynosi od 200 do 300 Wh/kg. Akumulatory sodowo-jonowe oferują gęstość energii już na poziomie 200 Wh/kg. Ta niższa gęstość energii, w połączeniu z krótszym cyklem życia, jest dużą wadą, która może sprawić, że baterie sodowo-jonowe będą ograniczone do tanich, podstawowych samochodów.
Istnieje jednak kilka czynników, które mogą przemawiać za ogniwami sodowo-jonowymi i sprawić, że staną się one popularne w segmencie pojazdów lekkich. Pod względem technologicznym akumulatory sodowo-jonowe są znacznie bezpieczniejsze i mniej reaktywne niż litowe. Są także w stanie pracować wydajniej w szerszym zakresie temperatur, oferując stosunkowo dobrą wydajność nawet w niższych temperaturach.
Ponadto ogniwa sodowo-jonowe są znacznie tańsze w produkcji niż akumulatory litowo-jonowe. Według badań S&P Global Mobility, koszt produkcji ogniw sodowo-jonowych wynosi około 50 USD/kWh, podczas gdy dla baterii litowo-jonowych jest to około 70 USD/kWh. Proces produkcji ogniw sodowo-jonowych jest również niemal identyczny jak w przypadku ogniw litowo-jonowych. Oznacza to, że jeśli któryś z dostawców zdecyduje się na przejście na akumulatory sodowo-jonowe, nie będą wymagane duże inwestycje dostosowujące produkcję do nowych ogniw.
S&P Global Mobility prognozuje, że globalny udział akumulatorów sodowo-jonowych w segmencie pojazdów lekkich może w 2030 roku osiągnąć poziom około 3%. W Chinach akumulatory sodowo-jonowe zdobędą 5,5% udziału w segmencie pojazdów lekkich, a w Europie zaledwie 2%. Gdyby ceny akumulatorów litowo-jonowych utrzymały się na wyższym poziomie, to globalny udział akumulatorów sodowo-jonowych może wzrosnąć w ciągu najbliższych pięciu lat do około 5%.
Akumulatory sodowo-jonowe są już postrzegane jako bardziej opłacalne, bezpieczniejsze, mniej podatne na zakłócenia w łańcuchu dostaw i bardziej przyjazne dla środowiska. Jeśli nowe generacje baterii sodowo-jonowych będą miały gęstość energii na poziomie 200 Wh/kg lub wyższą, to w ocenie ekspertów będą stosowane również w samochodach klasy średniej. Możliwość zmniejszenia zależności od Chin w zakresie przetwarzanych surowców z pewnością będzie stanowić dodatkową zachętę dla branży do rozważenia zastosowania jonów sodu.