Sono finiti i giorni in cui potevamo tranquillamente rimuovere le batterie del nostro telefono cellulare per caricarle separatamente o sostituirle da soli quando necessario. In effetti, quasi tutte le batterie per smartphone attualmente sul mercato sono integrate, il che le rende completamente non rimovibili. Ciò significa anche che la maggior parte di noi probabilmente non ha idea del tipo di batterie ricaricabili che alimentano i nostri telefoni al giorno d'oggi. La risposta breve sono le batterie al litio, la risposta lunga, tuttavia, sono due tipi principali di batterie al litio: le batterie agli ioni di litio (Li-ion) e ai polimeri di litio (Li-po).
Mentre le batterie agli ioni di litio sono attualmente il tipo più popolare di batteria del telefono per la maggior parte dei modelli di iPhone e Samsung, le batterie Li-po stanno raggiungendo sempre più marchi importanti tra cui Samsung e Xiaomi poiché i loro telefoni stanno lanciando modelli più potenti supportati da batterie Li-Po. Eppure, mentre la lotta tra la famiglia delle batterie al litio continua, le batterie agli ioni di sodio (Na-ion) sono emerse silenziosamente come un altro nuovo candidato che probabilmente prenderà d’assalto l’industria delle batterie ricaricabili. Continua a leggere per scoprire cosa rende le batterie a base di sodio così speciali, perché molti le vedono come il futuro delle batterie ricaricabili e, naturalmente, le opportunità commerciali che ne derivano.
Sommario
Situazione del mercato delle batterie ricaricabili
Batterie agli ioni di sodio: il futuro delle batterie ricaricabili?
Effetto duraturo
Situazione del mercato delle batterie ricaricabili
Il mercato delle batterie ricaricabili è stato valutato a 109.5 miliardi di dollari nel 2022 e dovrebbe salire a 165.5 miliardi di dollari entro il 2028, raggiungendo un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 6.93%. Tra il mercato delle batterie ricaricabili, la quota di mercato delle batterie agli ioni di litio è chiaramente il leader indiscusso del mercato, con un altro mercato globale riparazioni articolo che prevede che il suo valore aumenterà a un CAGR del 18.1% e raggiungerà oltre 182.53 USD entro il 2030.
Le batterie agli ioni di sodio, invece, hanno riacceso l'interesse del pubblico dopo che il pioniere nella tecnologia delle batterie agli ioni di sodio Faradion Limited è stato interamente acquisito da una delle filiali di Reliance Industries in India per un valore di 100 milioni di sterline all'inizio del 2022. Il potenziale del mercato delle batterie agli ioni di sodio per sistemi di accumulo di energia dovrebbe essere significativo, soprattutto tra le fonti rinnovabili come l'energia eolica e solare. Quindi si prevede di raggiungere a CAGR di 14.68% dal 2022 al 2027, portando la sua cifra da $ 244 milioni a $ 609 milioni, quasi 2.5 volte rispetto al totale originale.
Batterie agli ioni di sodio: il futuro delle batterie ricaricabili?
Che dura di più
Luglio 2022 ha segnato un mese di giubilo nella storia dello sviluppo delle batterie agli ioni di sodio, poiché la prima settimana del mese ha visto un sito web di notizie scientifiche segnalazione una scoperta forse entusiasmante su una nuova formula di elettroliti che sostituisce le batterie agli ioni di sodio, che non solo ha aumentato la corrente di carica/scarica, ma è anche riuscita a mantenere prestazioni stabili anche dopo aver raggiunto oltre 900 cicli. La svolta nell'iterazione delle batterie agli ioni di sodio non si è fermata qui, ma è proseguita con un grande annuncio circa una settimana dopo, attraverso il comunicato stampa dal Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) sotto il Dipartimento dell'Energia.
Le batterie agli ioni di sodio, infatti, erano state messe sotto i riflettori esattamente da circa un anno fa, nel lontano luglio 2021, quando la Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL), il più grande produttore mondiale di batterie agli ioni di litio per veicoli elettrici ( EV), ha rilasciato la sua prima generazione di batterie agli ioni di sodio per veicoli elettrici. Le scoperte del team PNNL all'inizio del terzo trimestre del 2022, tuttavia, hanno decisamente alzato l'asticella nel miglioramento della batteria agli ioni di sodio, dal momento che la tecnologia progettata dal PNNL ha affermato di aver alterato radicalmente il design della batteria agli ioni di sodio per superare alcuni sfide tecniche di lunga data.
Uno degli aggiornamenti più notevoli nella nuova ricetta della batteria agli ioni di sodio è che il team di ricerca riesce a prolungare la durata della batteria nei test di laboratorio con una svolta intelligente nei componenti del nucleo liquido. Come risultato di questo cambio di formula, la stabilizzazione degli elettroliti delle batterie agli ioni di sodio, che fungono da linfa vitale che mantiene la circolazione dell'energia nelle batterie, è migliorata e quindi ha contribuito a migliorare la durata delle batterie.
I ricercatori del PNNL hanno anche affrontato i problemi di sicurezza relativi alle batterie agli ioni di sodio rispetto ai sistemi agli ioni di litio in vista di a natura di attività chimica molto più elevata rispetto al litio, che aumenta il rischio di esplosione o incidenti gravi. Hanno pensato all'adozione di una sostanza estinguente in grado di funzionare ad alte tensioni e resistente a diverse temperature. Il risultato di questa caratteristica di nuova concezione è la creazione di uno strato protettivo stabile ed estremamente sottile sull'anodo che aiuta a offrire un ciclo di vita lungo per le batterie agli ioni di sodio.
È fondamentale notare che tutti questi sviluppi consentono ai ricercatori di preservare fino al 90% della capacità delle batterie agli ioni di sodio, il che significa che ci sarebbe una perdita di capacità molto ridotta anche dopo un ciclo di ricarica prolungato di oltre 300 cicli. In altre parole, tutti questi recenti miglioramenti aiutano a prolungare ulteriormente l'esistente 10 anni di durata prevista dello ione sodio batterie. Per mettere in prospettiva questi progressi più recenti, la maggior parte dei produttori ha garantito 300-500 cicli di ricarica or 3-5 anni prima di una perdita di circa il 20% (80% trattenuto) nelle prestazioni di capacità per le batterie agli ioni di litio.
Riduzione dei costi
I costi del sodio sono inconfondibilmente inferiori a quelli del litio dal punto di vista delle risorse naturali come è elencato il sodio numero 6 elemento più comunemente trovato nel mondo, che rappresentano il 2.6% della crosta terrestre. Il litio, d'altra parte, costituisce solo lo 0.002% circa ed è classificato 33 ° in classifica Invece. Il confronto dei costi tra batterie agli ioni di sodio e batterie agli ioni di litio non è infatti una novità; ricercatori della Stanford University, ad esempio, aveva sottolineato il semplice fatto che gli ioni di sodio sono un'alternativa migliore dal punto di vista dei costi e si è adoperato per renderne popolare l'uso per contribuire a ridurre i costi complessivi di produzione delle batterie ricaricabili. Tieni presente che, tuttavia, il rapporto della Stanford University risale a più di 5 anni fa, quando i prezzi del litio erano ancora stabilizzati intorno ai 160,000 RMB per tonnellata (all'epoca circa 24,000 USD/tonnellata).
Ad oggi, il prezzo del litio continua a salire ed è aumentato di oltre il 350% rispetto a 5 anni fa, raggiungendo un massimo storico di oltre 590,000 RMB per tonnellata a partire da novembre 2022. Il drammatico aumento delle materie prime al litio è in linea con la domanda alle stelle di veicoli elettrici (EV) dal 4° trimestre del 2020 in poi. Il fatto che la maggior parte delle materie prime per il litio venga trasformata in prodotti per batterie in Cina ha ulteriormente esacerbato la situazione poiché ciò significa che il costo dello stoccaggio dell'energia è influenzato anche dalle spese di spedizione internazionali, che sono state fortemente influenzate dall'interruzione della salute globale e l'industria della supply chain negli ultimi anni.
Il grande aumento costante dei prezzi è quindi un motivo cruciale per trovare ora un sostituto per i componenti a base di litio, e lo ione sodio naturalmente abbondante, che ne garantisce l'approvvigionamento e la disponibilità, è esso stesso una giustificazione per un'opzione affidabile a basso costo. Ciò fornisce una ragione convincente nella ricerca del processo di miglioramento delle batterie agli ioni di sodio, soprattutto quando la maggior parte degli esperti del settore ritiene che una sostituzione del sodio possa aiutare a ridurre i costi delle batterie ricaricabili intorno a 20-40%.
Scala più ampia
Sebbene la maggior parte di noi probabilmente utilizzi batterie agli ioni di litio per i nostri telefoni, laptop, dispositivi elettronici assortiti e auto elettriche, nonché per vari settori di utilizzo finale oggi, molti di noi potrebbero non essere consapevoli del fatto che queste batterie sono utilizzate in più applicazioni di quelle funzioni comunemente note. Oltre ai dispositivi elettronici e alle industrie dei veicoli elettrici, vengono citati gli altri due maggiori mercati per le batterie agli ioni di litio movimentazione di macchinari pesanti e stoccaggio di energia campi, in particolare il settore delle energie rinnovabili.
E la buona notizia è: il settore delle energie rinnovabili dovrebbe raddoppiare il suo valore in 10 anni, passando da 881.7 miliardi di dollari nel 2020 a US$ 1,977.6 miliardi nel 2030, raggiungendo un CAGR dell'8.4%. Tuttavia, nonostante questo enorme potenziale, con i costi del litio che raggiungono ora un livello record, la sostenibilità della domanda di ioni di litio per il settore delle energie rinnovabili è in discussione. Ciò è particolarmente vero data la notevole quantità di fabbisogno energetico proveniente dall'industria delle energie rinnovabili, poiché ciò implica un costo totale complessivo notevolmente più elevato se i prezzi del litio continuano a salire.
Nel frattempo, mettendo da parte il fattore costo, le batterie agli ioni di litio lo sono di fatto non è un'opzione rispettosa dell'ambiente, in particolare quando si tratta di stoccaggio su larga scala poiché i metalli tossici come il cobalto e il nichel si trovano negli ioni di litio. Questi metalli possono causare danni alle fonti d'acqua e agli ecosistemi quando vengono smaltiti. Lo smaltimento inappropriato delle batterie agli ioni di litio è stato anche collegato agli incendi nelle discariche o negli impianti di riciclaggio delle batterie.
Fortunatamente, né il costo né le preoccupazioni ambientali associate alle batterie agli ioni di litio sono rilevanti per le batterie agli ioni di sodio poiché il sodio è naturalmente abbondante da materiali economici facilmente disponibili con elevata riciclabilità e maggiore sicurezza. Tutti questi fattori rendono gli ioni di sodio un candidato migliore non solo per applicazioni di batterie standard per dispositivi elettronici comuni, ma anche per applicazioni su scala molto più ampia come lo stoccaggio di energia per l'energia rinnovabile.
Effetto duraturo
Gli incessanti sforzi di sviluppo tra scienziati e ricercatori in una continua ricerca per perfezionare la materia prima disponibile per una sostituzione più economica e migliore per il campo energetico ha portato alle ultime scoperte e miglioramenti per le batterie agli ioni di sodio. Diverse prove presentate dagli scienziati hanno dimostrato che le batterie agli ioni di sodio possono essere un'alternativa più duratura rispetto alle batterie agli ioni di litio, in particolare per applicazioni su larga scala in considerazione dei costi inferiori, dell'abbondanza naturale e delle caratteristiche sostenibili del sodio.
L'eccezionale crescita costante della domanda di accumulo di energia su larga scala per il settore delle energie rinnovabili indica che esiste un enorme spazio di crescita per le batterie agli ioni di sodio, in particolare con il loro crescente ciclo di iterazione del prodotto. Si raccomanda pertanto agli investitori interessati di entrare nel mercato prima del suo picco. Per ulteriori informazioni sulle ispirazioni commerciali all'ingrosso e sulle idee di approvvigionamento, visitare Alibaba legge oggi.
