Le batterie agli ioni di sodio (NIB) stanno arrivando con il potenziale per rivoluzionare lo stoccaggio dell'energia della rete e aiutare indirettamente i veicoli elettrici in grande stile. Vediamo come!
Recentemente CATL ha annunciato che inizierà a produrre NIB a luglio. Tuttavia, il gigante cinese produttore di celle per batterie non ci ha detto molto su questa tecnologia delle batterie, solo che i NIB saranno temporaneamente più costosi delle batterie agli ioni di litio (LIB) perché sono un nuovo concetto.
Tuttavia, a lungo termine, con un'efficiente produzione di massa, i NIB saranno notevolmente più economici (circa il 30 % in meno) rispetto ai LIB. Il principale vantaggio delle batterie agli ioni di sodio è il loro uso di materiali abbondanti, economici e benigni.
Il costo del materiale è di $ 30/kg per NMC e $ 10/kg per il nostro sale di sodio, quindi il costo per kW/h per NMC nella cella al litio è di circa $ 48/kWh e per il nostro materiale nella cella di sodio è di $ 35/kWh .
“Con l'ulteriore sviluppo di un anodo migliore con un potenziale operativo inferiore in futuro, il costo dovrebbe essere ridotto di $ 20/kWh, con un aumento della densità di energia completa della cella. Prevediamo che il prezzo o il costo all'ingrosso per la produzione in serie del nostro materiale catodico sia anche inferiore a $ 10/kg, poiché è originato da un'abbondante biomassa; per esempio, liquore di mais.
Min Ah Lee, ricercatrice post-dottorato presso la Stanford University
I NIB hanno il potenziale per raggiungere un costo per kWh di circa 40 euro, mentre è improbabile che i LIB più economici (LiFePO4) ottengano molto meno di 60 euro per kWh.
Come già accade con i LIB, anche i NIB possono essere ottimizzati per densità di energia, densità di potenza, costo, sicurezza o durata (ciclo di vita).
Il progetto europeo NAIMA è stato concepito per sviluppare e testare due configurazioni di celle Na-ion potenziate per soddisfare le principali applicazioni ESS (Energy Storage System). Uno ottimizzato per densità di potenza e durata del ciclo (applicazioni industriali), un altro per densità di energia e costi (applicazioni domestiche).
Il primo design della cella della batteria agli ioni di Na è il più promettente, ci mostra quanto possono essere potenti le celle della batteria agli ioni di Na, consentendo velocità C estremamente elevate (41 °C), persino migliori delle celle LTO.
È ovvio che l'elevata densità di potenza e l'elevata durata del ciclo, combinate con il basso costo, rendono i NIB sicuri perfetti per gli ESS, dove la densità di energia non è così importante.
Ma come aiuta i veicoli elettrici? Con i NIB, non solo possiamo immagazzinare più energia rinnovabile in generale, ma consentono anche di costruire potenti stazioni di ricarica ecologiche per i veicoli elettrici. In futuro, tutte le stazioni di ricarica per veicoli elettrici disporranno di batterie, che fungeranno da buffer per i picchi di produzione o la domanda di elettricità dalla rete.
Inoltre, se lo stoccaggio di energia della rete utilizza NIB anziché LIB, lascerà più litio disponibile per produrre LIB per veicoli elettrici, dove la densità di energia è davvero importante.
Per quanto riguarda il secondo design della cella della batteria agli ioni di Na, con la sua maggiore densità di energia potrebbe essere utilizzato per costruire ESS più piccoli per uso domestico dove lo spazio è limitato. Inoltre, poiché i NIB sono estremamente sicuri, la tecnologia CTP (cell-to-pack) potrebbe essere utilizzata per produrre batterie per veicoli elettrici con una densità energetica decente di circa 180 Wh/kg a livello di pacco.
Ad ogni modo, mentre il CTP consente di creare NIB sufficientemente denso di energia per i veicoli elettrici, è nello stoccaggio di energia della rete che i NIB brillano e hanno più senso, con il potenziale per rivoluzionare il settore.
Non vedo l'ora di vedere le specifiche dei NIB realizzati da CATL. Saranno ottimizzati per potenza o densità di energia? Chi sarà la prossima azienda ad annunciare la produzione di celle per batterie agli ioni di Na? BYD? Guoxuan?
