再生可能でクリーンなエネルギーに対する世界的な需要が高まるにつれ、効率的で持続可能なエネルギー ソリューションの重要性がますます高まっています。 リチウム資源が不足しているため、 ナトリウム電池 2010年以降、国内外の学界や産業界から広く注目され、関連研究が急速に増加しています。
現在、ナトリウム電池は実験室段階から市場応用段階に移行しています。 中国の寧徳時報や日本の岸田化学など、世界中の多くの企業がナトリウム電池の産業レイアウトを策定し始めている。
2018年72月にZhongkeHainaという中国企業が世界初のナトリウム電池（80V、2021Ah）低速電気自動車を発売し、1年XNUMX月にはXNUMXMWhのナトリウム電池エネルギー貯蔵システムを発売した。
本稿では、ナトリウム電池の特徴、利点、商品価値、将来の発展展望について考察します。
目次
ナトリウム電池の仕組み
ナトリウム電池のメリットと特徴
ナトリウム電池の適用範囲
ナトリウム電池の市場展望と開発動向
まとめ
ナトリウム電池の仕組み
ナトリウム電池は、主に正極と負極の間のナトリウムイオンの移動に基づいて機能する二次 (充電式) 電池です。 ナトリウム電池は、正極、負極、集電体、電解質、セパレータで構成されています。
ナトリウム電池の動作原理はリチウムイオン電池の動作原理と似ています。 充電および放電中、ナトリウムイオンは XNUMX つの電極間を往復します。 充電すると、ナトリウムイオンが正極から脱離し、電解質を通って負極に埋め込まれます。 放電中はこのプロセスが逆に行われ、ナトリウムイオンが負極から抽出され、電解質を通過して正極材料に挿入され、正極がナトリウム豊富な状態に戻ります。
ナトリウム電池のメリットと特徴
従来のリチウムイオン電池と比較して、ナトリウム電池にはいくつかの独自の利点と特徴があります。
たとえば、ナトリウム電池は比較的低コストです。 ナトリウム電池は主にナトリウム塩から作られており、リチウム塩よりも豊富で安価です。 さらに、ナトリウム電池は正極としてマンガン・ニッケルベースの材料を使用するため、希少で高価なコバルトやニッケル金属を使用する必要がなく、材料コストがさらに削減されます。 したがって、ナトリウム電池の全体的な製造コストは比較的低くなります。
第二に、ナトリウム電池は非常に安全です。 内部抵抗が高いため、短絡時の発熱が少なくなります。 したがって、充電および放電中の安定性が高く、燃焼や爆発などによる安全上のリスクが少なくなります。 さらに、ナトリウム蓄電池は使用温度の制限が少なく、高温下でも低温下でも正常に機能します。
第三に、ナトリウム電池は鉛や水銀などの有毒な重金属元素を含まないため、より環境に優しいです。 他の種類の電池と比較して、ナトリウム電池は、製造、使用、リサイクル中に環境に悪影響を与えることも少なくなります。
第四に、耐用年数が長いことです。 ナトリウム電池は数千回以上充電でき、これは従来の鉛酸電池やリチウムイオン電池よりも大幅に高くなります。 したがって、ナトリウム電池を使用すると、電池交換コストやメンテナンスコストを削減できます。
ナトリウム電池の適用範囲
ナトリウム電池の欠点の XNUMX つは、リチウム電池と比較してエネルギー密度が低いことです。つまり、同じ量のエネルギーを蓄えるためにより多くのスペースが必要となり、使用スペースに一定の制限がある傾向があります。 したがって、まず低速の電気自動車に適用されることが期待されています。 業界が成熟するにつれて、ナトリウム電池は再生可能エネルギー貯蔵、家庭用、グリッドスケールのエネルギー貯蔵などのエネルギー貯蔵シナリオに徐々に適用される可能性があります。
容量が低下しているにもかかわらず、ナトリウム電池の総合的な性能は鉛蓄電池よりも優れています。 グリーン開発と環境保護の世界的な傾向の下で、寿命が短く、汚染の多い鉛蓄電池をナトリウム電池に置き換えるのが一般的な傾向になると思われます。 ナトリウム電池の工業化はまだ初期段階にありますが、その後のコストは低下し、最終的には鉛酸電池よりも低くなることが予想され、大規模な工業用途が可能になります。
さらに、ナトリウム電池は低コストで耐用年数が長いため、大規模なエネルギー貯蔵システムにおいて独特の利点を持っています。 従来のリチウムイオン電池システムと比較して、ナトリウム電池を使用して構築されたエネルギー貯蔵システムは、より経済的かつ確実にエネルギー需要を満たすことができます。 したがって、ナトリウム電池は、太陽光や風力などの新エネルギー源からの余剰電力を貯蔵する上で重要な役割を果たすことになる。 これらの再生可能エネルギー源は不安定であるため、エネルギー供給が変動するため、ナトリウム電池は新しいエネルギー源からの余剰電力を貯蔵するのに理想的な選択肢となります。
ナトリウム電池の市場展望と開発動向
持続可能な開発とクリーンエネルギー源への注目が高まるにつれ、ナトリウム電池の市場見通しは幅広く、将来のエネルギー転換において重要な役割を果たすと考えられます。 エネルギー貯蔵と電気自動車の分野の急速な発展により、ナトリウム電池の市場拡大の余地は十分にあります。
そのため、ナトリウム電池分野における市場影響力をめぐる競争は、今後135年間で世界のエネルギー技術の新たな戦場となり、一次市場と二次市場の両方で引き続き投資のホットスポットとなるだろう。 EVTankの予測によれば、2023年までに電池産業チェーン全体で347GWhのナトリウム電池専用生産ラインが形成され、実際のナトリウム電池出荷量は2030年までに2024GWhに達すると予測されている。この計算に基づくと、2030年からは58.1 年までのナトリウム電池出荷量の年間複合成長率は XNUMX% と推定されています。
現在、ナトリウム電池産業チェーンにおける関連技術はまだ成熟の途上にあります。 ナトリウム電池の工業化された大量生産を実現するための初期段階では、XNUMX つの側面を優先する必要があります。XNUMX つは、エネルギー密度とサイクル寿命の改善を含む電池性能の向上です。 現在のすべての技術ルートの中で、層状酸化物-硬質炭素システムは最も高いエネルギー密度を有しており、最初に商品化されることが期待されています。 プルシアンブルー（白）とポリアニオンの両方のルートの低エネルギー密度も、主要メーカーの継続的な進歩により徐々に改善され、ナトリウム電池の正極材料の選択肢が増えると予想されます。
第二に、大規模生産のコスト考慮も削減する必要があります。 より成熟したリチウム電池と比較すると、ナトリウム電池の製造コストはまだメーカーにとって有利ではありません。 しかし、大手メーカーが徐々に生産量を増やし、後期生産が成熟するにつれて、ナトリウム電池のコストは鉛蓄電池のレベルまで下がり、競争上の優位性がさらに高まることが予想されます。
まとめ
結論として、ナトリウム電池は新世代のエネルギー貯蔵技術として、大きな商業的価値と開発の見通しを持っています。 低コスト、安全性の向上、長寿命、環境への優しさにより、現在、低速電気自動車や再生可能エネルギー貯蔵に理想的な選択肢となっています。 持続可能な開発とクリーンエネルギーに対する世界的な注目が高まるにつれ、ナトリウム電池市場は成長し続けると予想されています。 最後に、技術が進歩し続けるにつれて、 ナトリウム電池 ポータブルバッテリーなどの分野でより幅広い用途が見出され、さらに広範な開発の見通しが示されると予想されます。
