Комплекс будет включать пять таких линий; планируется запуск еще одной мощностью 30 ГВтч в год, а также производство дополнительных батарей по лицензии.
Многочисленные конкуренты, включая CATL, Svolt, Farasis, Lifun, DFD, Transimage и другие, в настоящее время работают над собственными натрий-ионными батареями, серийное производство которых запланировано на этот год. Анализ рынка, проведенный IDTechEx в ноябре 2023 года, прогнозирует рост производства натрий-ионных батарей (SIB) как минимум на 40 ГВт·ч к 2030 году, а при успешном развитии рынка к 2025 году ожидается увеличение производственных мощностей до 100 ГВт·ч. В ближайшие годы намечается еще один крупный сдвиг в аккумуляторной индустрии, подобный масштабному появлению жидкостных преобразователей мощности (LFP) в 2020 году.
По прогнозам IDTechEx, натрий-ионные батареи сначала проникнут в сегмент автомобилей класса A00 (небольшие электромобили с низкой скоростью движения) в Китае, поскольку они в основном используются для поездок по городу и не требуют большого запаса хода. Согласно исследованиям IDTechEx, энергетическая плотность автомобилей класса A00, находящихся в настоящее время в производстве, в основном сосредоточена в диапазоне от 140 до 160 Вт·ч/кг (на уровне батареи), а их запас хода обычно составляет менее 250 км. Существующие натрий-ионные батареи в значительной степени соответствуют этим требованиям, как показано в отчете IDTechEx «Натрий-ионные батареи 2024-2034: технологии, игроки, рынки и прогнозы», в котором сравниваются элементы от различных участников рынка.
В последнее время в Китае развернулась гонка за первенство в использовании натрий-ионных батарей в массовом производстве электромобилей-микроавтомобилей. Компании Farasis, HiNa и CATL объявили о планах поставлять натрий-ионные батареи компаниям JMEV, Sehol и Chery для использования в их моделях класса A00. Производители электромобилей класса A00 очень чувствительны к стоимости, и натрий-ионные батареи предлагают определенные преимущества. В долгосрочной перспективе, когда натрий-ионные батареи можно будет производить в больших масштабах, ожидается, что они будут иметь ценовое преимущество в 20-30% по сравнению с литий-ионными батареями.
Натрий-ионные батареи обладают характеристиками, сопоставимыми с литий-железо-фосфатными (LFP) батареями, что предполагает их потенциальное применение в микроэлектромобилях с низкой скоростью движения. Источник: IDTechEx
Хотя литий-железо-фосфатные (LFP) батареи улучшились с 2015 года, конструкция аккумуляторных блоков усовершенствовалась еще больше. Аккумуляторный блок Sehol E10X имеет воздушное охлаждение и использует цилиндрические элементы, что обеспечивает ему плотность энергии 120 Вт·ч/кг. По весу это составляет 96% от плотности энергии 125 Вт·ч/кг 54-киловаттного LFP-блока в стандартной Tesla Model 3, впервые анонсированной в 2020 году. Но по объему этот блок с воздушным охлаждением не будет конкурентоспособным. Призматические элементы HiNa с их объемной плотностью энергии 263-283 Вт·ч/л на первый взгляд не кажутся жизнеспособной заменой LFP-элементам с плотностью 380-450 Вт·ч/л. Тем не менее, конструкция аккумуляторных блоков типа «элемент-блок» (CTP) значительно улучшилась даже за несколько лет с момента их первого обсуждения в 2019 году.
В 2021 году компания CATL анонсировала свои натрий-ионные батареи, а также прогнозируемую эффективность интеграции более 80%. Такие батареи делают даже натрий-ионные батареи первого поколения жизнеспособной прямой заменой для более старых поколений автомобилей с литий-железо-фосфатными батареями (LFP), выпущенных в начале 2020-х годов. Даже с точки зрения производительности натриевые батареи предпочтительнее, чем батареи старых автомобилей с LFP. Их можно быстро зарядить с 10% до 80% за 15-20 минут, и они теряют всего 10% своей емкости при -20°C. Натрий-ионные батареи также могут быть полностью разряжены без риска катастрофического отказа при перезарядке, как это произошло бы с литий-ионными батареями из-за медных токосъемников в аноде.
Компания CATL рассчитывает продавать свои батареи с прусским синим катодом по цене от 30 до 45 долларов за кВт·ч в серийном производстве благодаря более низкой стоимости материала катода на основе железа и синтезу без необходимости высокотемпературного обжига. Ожидается, что более совершенные элементы с многослойным оксидным катодом достигнут энергетического баланса 200-220 Вт·ч/кг и 400-500 Вт·ч/л в ближайшие годы, до конца десятилетия. Это позволит электромобилям преодолевать более 500 км без использования лития. Это радикально изменит рынок батарей. Однако энергетическая плотность катодов NMC с высоким содержанием никеля на 20-40% выше, чем у любого известного коммерчески доступного катода на основе натрия.
Но это не сделает натрий-ионные батареи излишними. Стоимость важнее плотности энергии. Важно помнить, что даже сегодня существует индустрия свинцово-кислотных батарей, потребляющая 400 ГВт·ч в год, несмотря на их низкую плотность энергии всего 35 Вт·ч/кг. Натрий-ионные батареи, основанные исключительно на таких доступных материалах, как натрий, железо, марганец, углерод, алюминий и тому подобное, достаточны для электромобилей с практическим запасом хода около 300 км, даже в их нынешнем примитивном виде. При отсутствии критических ограничений в ресурсах это должно помочь смягчить многие геополитические противоречия, которые в настоящее время возникают вокруг доступа к материалам для батарей, таким как литий, никель, кобальт и графит. В отчете IDTechEx «Натрий-ионные батареи 2024-2034: технологии, игроки, рынки и прогнозы» подробно рассматривается эта развивающаяся отрасль.
Автор: Шазан Сиддики, старший технологический аналитик IDTechEx
