مع النمو الهائل في الطلب العالمي على الطاقة الجديدة ، أصبحت بطاريات الليثيوم سريعًا الأبطال الرئيسيين مع مزايا الأداء الخاصة بهم. في هذا ، يعتبر فوسفات الحديد الليثيوم هو نجم العديد من بطاريات الليثيوم المختلفة! ومع ذلك ، نظرًا لانخفاض احتياطيات مواد الليثيوم ، فقد تذبذبت الأسعار بشكل كبير في السنوات الأخيرة ، خاصة في عام 2022 ، ارتفع سعر كربونات الليثيوم بما يصل إلى 300% ، مما جعل الناس يفكرون باستمرار فيما إذا كانت هناك خيارات أخرى؟ عادت بطاريات الصوديوم ، التي تم تطويرها في وقت واحد تقريبًا مع بطاريات الليثيوم ، إلى دائرة الضوء ويُنظر إليها على أنها مرشحة مهمة لاستبدال بطاريات الليثيوم أيون. تعمل بعض الشركات الرائدة في مجال بطاريات الليثيوم أيضًا على التخطيط بنشاط ، مثل CATL و Hinabattery. هناك بعض الاختلافات بين هاتين التقنيتين للبطاريات من حيث الهيكل والأداء ومجالات التطبيق ، واليوم سنناقش بالتفصيل المزايا والعيوب بين بطاريات الصوديوم والليثيوم أيون.
بطاريات أيون الصوديوم مقابل بطاريات أيونات الليثيوم
الموارد: الصوديوم هو مصدر وفير على هذا الكوكب ويتم توزيعه على نطاق أوسع مقارنة بالليثيوم ، الذي يتميز بتوزيع أقل وتكلفة أعلى ، مما يعني أن بطاريات أيون الصوديوم لها تكاليف مادية أقل وإمكانية أكبر للتطبيقات واسعة النطاق ذات التكلفة الفعالة. في الوقت الحاضر ، مع صناعة بطاريات الصوديوم التي لم تتوسع بعد ، فإن كربونات الصوديوم ذات درجة البطارية تبلغ حوالي 1% فقط من سعر كربونات الليثيوم! ومع التحديث الصناعي ، سيكون سعر بطاريات الصوديوم أقل في المستقبل المنظور!
كثافة الطاقة: نظرًا لخصائص المواد المختلفة ، تتمتع LiFePO4 بكثافة طاقة تقارب 160-300Wh / kg ، بينما تتمتع بطاريات الصوديوم بكثافة طاقة تقارب 120-16-Wh / kg. هذا يعني أن LiFePO4 يمكن أن يوفر سعة أكبر لنفس الحجم ، مما يجعل LiFePO4 أفضل لبعض احتياجات كثافة الطاقة العالية ، مثل المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة المنزلية.
أداء درجات الحرارة المنخفضة: بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ذات مقاومة ضعيفة لدرجات الحرارة المنخفضة ، والظروف الأخرى هي نفسها ، بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم عند -20 ℃ تقريبًا لا تعمل ، وستكون السعة أقل من 50% ، تعمل بطاريات أيون الصوديوم بشكل أفضل في درجات الحرارة المنخفضة الشروط ، لضمان أن ظروف -40 ℃ لا تزال تحافظ على أكثر من 85% من السعة. تتيح ميزة بطاريات الصوديوم هذه للبطارية ضمان الاستخدام العادي للبطارية في بعض مناطق جبال الألب ، مثل شمال أوروبا وأمريكا الشمالية.
مضاعف الشحن والتفريغ: تتمتع بطاريات أيون الصوديوم بأداء مضاعف أفضل ، من حيث القدرة على الشحن السريع ، من 0% إلى 90% في عشر دقائق فقط ، بالمقارنة ، الإنتاج الضخم الحالي لبطاريات الليثيوم الثلاثية حتى في ظل دعم الشحن السريع للتيار المستمر ، يستغرق الشحن من 20% إلى 80% عادةً 30 دقيقة ، ويتطلب فوسفات حديد الليثيوم حوالي 45 دقيقة. تتميز بطاريات الصوديوم بطبيعتها بقدرتها على تحقيق معدلات شحن عالية بمقدار 5 درجات مئوية نظرًا لخصائصها المادية ، بينما تتطلب بطاريات LiFePO4 تكاليف تقنية ومالية كبيرة لتلبية هذا الشرط.
درجة التسويق: على الرغم من أن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم بدأت في وقت مماثل لبطاريات أيون الصوديوم ، إلا أن درجة تسويق بطاريات أيون الصوديوم كانت أقل مقارنة ببطاريات أيون الليثيوم ولم تتحقق في الإنتاج الضخم. في الوقت الحاضر ، لا تزال تقنية بطاريات أيون الصوديوم في مرحلة التطوير والبحث ، ولم يتم تسويقها بعد على نطاق واسع.
ملخص
تتمتع بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم مجتمعة بمزايا كبيرة من حيث دعم التطبيق وحجم السوق. تهيمن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم على السوق الحالية ، بكثافة طاقتها العالية وعمرها الطويل ومعدل تفريغها الذاتي المنخفض مما يجعلها الخيار المفضل في الأجهزة الإلكترونية المحمولة والمركبات الكهربائية. ومع ذلك ، فإن الموارد الوفيرة والتكلفة المنخفضة والطبيعة المضاعفة العالية لبطاريات أيون الصوديوم تمنحها إمكانات كبيرة لتخزين الطاقة على نطاق واسع وتطبيقات الشبكة. مع استمرار تقدم التكنولوجيا واستمرار الاستثمار في البحث والتطوير ، تظل التوقعات لبطاريات الصوديوم واعدة كأحد البدائل الممكنة لبطاريات الليثيوم ، على الرغم من التحديات التي لا تزال قائمة في بعض المجالات. كأكبر مصنع للخلايا الأسطوانية في الصين ، عقدت CBAK حدث إطلاق بطارية الصوديوم في 28 يونيو. كشريك استراتيجي لـ CBAK ، LEAD-WIN ستواصل العمل بعمق مع CBAK وسلاسل الصناعات الأولية الأخرى التي تتصدر تكنولوجيا بطاريات أيونات الصوديوم في المستقبل ، لاستكشاف تطبيق بطاريات الصوديوم في المنتجات المختلفة والتغلب على التحديات التقنية للمنتجات معًا.