최근 점점 더 많은 고객들이 나트륨 이온 배터리가 미래에 리튬 배터리를 대체할지 여부에 대해 질문하고 있습니다. 나트륨 이온 배터리와 리튬 배터리의 주요 차이점은 무엇입니까?여기서 자세히 설명합니다.
CATL의 나트륨이온전지 공개회의를 통해 나트륨이온전지 시대가 도래하고 있다. 이제 CATL은 나트륨이온전지의 산업화를 가속화하고 향후 철-리튬전지를 부분적으로 대체할 것으로 예상된다.
나트륨 이온 배터리 란 무엇입니까? 장점과 단점은 무엇이며 향후 적용 전망은 무엇입니까? 우리의 판단은 다음과 같습니다.
1) 나트륨 이온 배터리는 새로운 기술이 아니며 소위 "획기적인" 혁신이 없으며 오히려 기술 반복입니다.
2) 나트륨 이온 배터리는 뚜렷한 장단점, 막대한 자원 및 비용 이점을 가지고 있어 에너지 저장, 전기 이륜차 및 A00급 저속 차량 분야에서 좋은 응용 전망을 가질 것으로 예상됩니다. 그러나 에너지 밀도가 낮아 내구성이 뛰어난 자동차용 전원 배터리를 교체하기가 어렵습니다(차세대 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도가 200Wh/kg을 초과하지 않는 한).
3) 나트륨 매장량이 리튬보다 더 풍부하다는 점을 고려할 때, 기업은 에너지 안보를 보장하기 위한 기술 매장량으로서 나트륨 배터리의 전략적 중요성에 충분한 주의를 기울여야 합니다.
1. 나트륨이온전지란?
나트륨 이온 배터리에 대한 연구는 1970년대로 거슬러 올라갑니다. 지난 10년간 관련 연구가 돌풍을 일으키며 업계가 들끓기 시작했다. 리튬 이온 배터리 흔들의자 작동 원리와 유사하게 나트륨 이온 배터리는 양극과 음극 사이의 나트륨 이온 이동에 의존하여 작동합니다.
나트륨 이온 배터리와 리튬 배터리의 가장 큰 차이점은 양극재입니다.
1) 나트륨 이온 배터리는 NaCuFeMnO/연질 탄소 시스템과 인산철리튬/흑연 시스템을 채택합니다.
2) 음극으로 탄소 기반 재료, 전이 금속 산화물, 합금 재료 등을 선택하십시오.
3) 헥사플루오로인산나트륨과 같은 나트륨염과 리튬 배터리를 전해질로 선택합니다.
4) 양극 집전체는 알루미늄박 대 리튬동박이다.
제조 및 생산 장비 측면에서 나트륨 이온 배터리와 리튬 배터리는 호환성이 높습니다.
나트륨 이온 배터리의 개발은 무엇입니까?
2021년부터 글로벌 배터리 수요의 고성장으로 인해 리튬 자원 부족 문제가 직면하기 시작했습니다. 풍력 데이터에 따르면 2021/07/20 기준 탄산리튬 가격은 올해 66% 올랐고, 수산화리튬 가격은 96% 올랐다.
리튬 자원에 비해 나트륨 자원은 매장량이 풍부하고 널리 분포되어 있으므로 나트륨 배터리는 대규모 상업적 사용 후 더 큰 비용 이점을 갖게 됩니다.
2. 리튬전지의 장단점 비교 및 나트륨이온전지 개발
리튬 배터리와 비교하여 나트륨 이온 배터리는 다음과 같은 장점이 있습니다.
1) 풍부한 자원, 나트륨 이온 배터리의 주요 전하 운반체의 나트륨 이온 껍질 풍부도는 약 2.36%로 리튬 이온의 0.002%보다 훨씬 높습니다.
2) 비용이 저렴합니다. 나트륨 이온 배터리(NaCuFeMnO/연질탄소 시스템)의 양극재 비용은 리튬 이온 배터리(리튬인산철/흑연 시스템) 양극재 비용의 40%에 불과합니다.
3) 나트륨이온전지는 보다 안전한 전기화학적 성능을 비교적 안정적으로 갖는다.
리튬 배터리 및 나트륨 이온 배터리의 단점:
1) 에너지 밀도가 낮다. 현재 나트륨 이온 배터리 셀의 단일 에너지 밀도는 120Wh/kg에 불과하며, 이는 인산철리튬 배터리의 180Wh/kg 및 3원계 240Wh/kg보다 현저히 낮습니다.
2) 사이클 수명이 상대적으로 짧습니다. 현재 나트륨 이온 배터리의 사이클 시간은 최대 약 1500배로, 이는 인산철리튬 배터리의 6000배, NMC 배터리의 3000배에 비해 현저히 낮습니다.
3) 산업체인은 아직 불완전하다. 엔지니어링 장비와 공급망 지원 시설이 아직 마련되지 않아 현재 생산 비용은 리튬 배터리보다 높습니다.
3. 나트륨 이온 배터리는 수백억 시장 공간을 가지고 있습니다.
위의 분석을 통해 나트륨 이온 배터리에는 매우 뚜렷한 장점과 단점이 있음을 알 수 있습니다.
막대한 자원과 비용 이점으로 인해 에너지 저장, 전기 이륜차 및 A00급 자동차 분야에서 광범위한 응용 전망을 가질 것으로 예상됩니다. 그러나 낮은 에너지 밀도로 인해 신에너지 차량의 장기 내구성 요구 사항과 일치하는 정도가 낮습니다.
CITIC 증권은 나트륨 이온 배터리가 비용 이점으로 인해 에너지 저장 장치, 건설 기계, 통신 기지국, 이륜차 및 기타 에너지 밀도 요구 사항이 낮은 시나리오에서 상용화될 것으로 예상하고 있습니다. 기술은 특정 보충제를 형성합니다.
Everbright Securities는 나트륨 이온 배터리가 에너지 저장, 전기 이륜차 및 A00급 자동차 분야에서 좋은 응용 전망을 가지고 있다고 믿습니다. 2025년 국내 에너지저장장치 수요는 48GWh, 이륜차 수요는 41GWh, A00급 승용차 수요는 34GWh로 추산된다. 현재 이 세 가지 시나리오는 주로 인산철리튬 배터리를 사용합니다. 나트륨이온전지 산업화가 순조롭게 진행되면 철-리튬전지가 대체될 전망이다.
이제 점점 더 많은 기업이 나트륨 이온 배터리 연구 및 상용화를 중단하고 있습니다. VTC Power도 미래 시장을 위해 나트륨 이온 배터리에 수십억 위안을 투자하고 있습니다.
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