Longe vão os dias em que podíamos alegremente remover as baterias dos nossos telemóveis para carregá-las separadamente ou substituí-las nós mesmos sempre que necessário. De fato, quase todas as baterias para smartphones no mercado agora são embutidas, tornando-as totalmente inamovíveis. Isso também significa que a maioria de nós provavelmente não tem ideia sobre o tipo de bateria recarregável que está alimentando nossos telefones hoje em dia. A resposta curta para isso são as baterias de lítio, a resposta longa, no entanto, são dois tipos principais de baterias de lítio - as baterias de íon de lítio (Li-ion) e as baterias de polímero de lítio (Li-po).
Embora as baterias de íon-lítio sejam atualmente o tipo mais popular de bateria de telefone para a maioria dos modelos de telefone iPhone e Samsung, as baterias Li-po estão alcançando cada vez mais marcas importantes, incluindo Samsung e Xiaomi, à medida que seus telefones estão lançando modelos mais potentes, apoiados por Baterias Li-Po. No entanto, enquanto a luta entre a família das baterias de lítio continua, as baterias de íon de sódio (Na-ion) emergiram silenciosamente como outro novo candidato que provavelmente conquistará a indústria de baterias recarregáveis. Continue lendo para descobrir o que torna as baterias à base de sódio tão especiais, por que muitos as veem como o futuro das baterias recarregáveis e, claro, as oportunidades de negócios que as acompanham.
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Situação do mercado de baterias recarregáveis
Baterias de íons de sódio: o futuro das baterias recarregáveis?
Efeito duradouro
Situação do mercado de baterias recarregáveis
O mercado de baterias recarregáveis foi avaliado em US$ 109.5 bilhões em 2022 e deve subir para US $ 165.5 bilhões até 2028, atingindo uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 6.93%. Entre o mercado de baterias recarregáveis, a quota de mercado das baterias Li-ion é claramente o líder de mercado indiscutível, com outro mercado global pesquisa artigo prevendo que seu valor aumentará em um CAGR de 18.1% e atingirá mais de US$ 182.53 até 2030.
As baterias de íons de sódio, por outro lado, reacenderam o interesse público depois que a pioneira em tecnologia de baterias de íons de sódio Faradion Limited foi totalmente adquirida por uma das subsidiárias da Reliance Industries na Índia por um valor de R$ 100 milhões no início de 2022. O potencial do mercado Baterias de íons de sódio para sistemas de armazenamento de energia Prevê-se que seja significativo, especialmente entre as fontes renováveis, como energia eólica e solar. Assim, prevê-se atingir um CAGR de 14.68% de 2022 a 2027, elevando seu valor de $ 244 milhões para $ 609 milhões, quase 2.5 vezes em relação ao total original.
Baterias de íons de sódio: o futuro das baterias recarregáveis?
Mais duradouro
Julho de 2022 marcou um mês de júbilo na história do desenvolvimento de baterias de íons de sódio, já que a primeira semana do mês viu um site de notícias científicas relatando uma descoberta possivelmente empolgante em uma nova substituição de fórmula de eletrólito para baterias de íons de sódio, que não apenas aumentou a corrente de carga/descarga, mas também conseguiu manter um desempenho estável mesmo após atingir mais de 900 ciclos. O avanço na iteração das baterias de íons de sódio não parou por aí, mas continuou com um grande anúncio de interrupção cerca de uma semana depois, por meio do comunicados à CMVM do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) sob o Departamento de Energia.
Na verdade, as baterias de íon de sódio foram colocadas sob os holofotes desde exatamente um ano atrás, em julho de 2021, quando a Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. (CATL), a maior fabricante mundial de baterias de íon de lítio para veículos elétricos ( EV), lançou sua primeira geração de baterias de íons de sódio para EVs. As descobertas da equipe PNNL no início do terceiro trimestre de 2022, no entanto, definitivamente elevaram o nível de melhoria da bateria de íons de sódio, uma vez que a tecnologia projetada pelo PNNL alegou ter alterado fundamentalmente o design da bateria de íons de sódio para superar alguns desafios técnicos de longa data.
Uma das atualizações mais notáveis em sua nova receita de design de bateria de íons de sódio é que a equipe de pesquisa consegue prolongar a durabilidade da bateria em testes de laboratório com uma reviravolta inteligente nos componentes do núcleo líquido. Como resultado dessa troca de fórmula, a estabilização dos eletrólitos das baterias de íons de sódio, que servem como o sangue vital que mantém a circulação de energia nas baterias, melhorou e, assim, ajudou a aumentar a durabilidade das baterias.
Os pesquisadores do PNNL também abordaram questões de segurança sobre as baterias de íons de sódio em comparação com os sistemas de íons de lítio em vista de uma natureza de atividade química muito maior do que o lítio, o que aumenta o risco de explosão ou acidentes graves. Eles inventaram a adoção de uma substância extintora de incêndio que pode trabalhar em altas tensões e é resistente a diferentes temperaturas. O resultado desse recurso recém-desenvolvido é a criação de uma camada protetora estável e extremamente fina no ânodo que ajuda a oferecer um longo ciclo de vida para as baterias de íons de sódio.
É crucial observar que todos esses desenvolvimentos permitem que os pesquisadores preservem até 90% da capacidade das baterias de íons de sódio, o que significa que haveria muito pouca perda de capacidade mesmo após um ciclo de carregamento prolongado de mais de 300 ciclos. Em outras palavras, todos esses aprimoramentos recentes ajudam a prolongar ainda mais o 10 anos de vida útil esperada do íon sódio baterias. Para colocar esses avanços mais recentes em perspectiva, a maioria dos fabricantes garantiu 300-500 ciclos de carregamento or 3-5 anos antes de uma perda de cerca de 20% (80% retido) em desempenho de capacidade para baterias de íons de lítio.
Custos mais baixos
Os custos do sódio são inequivocamente mais baixos do que o lítio do ponto de vista dos recursos naturais, pois o sódio é listado como número 6º elemento mais comumente encontrado no mundo, representando 2.6% da crosta terrestre. O lítio, por outro lado, representa apenas cerca de 0.002% e é classificado em 33º lugar no gráfico em vez de. A comparação de custos entre baterias de íon de sódio e baterias de íon de lítio não é, de fato, nenhuma novidade; pesquisadores da Universidade de Stanford, por exemplo, apontou o simples fato de que o íon de sódio é uma alternativa melhor do ponto de vista de custo e se esforçou para popularizar o uso generalizado para ajudar a reduzir os custos gerais de produção de baterias recarregáveis. Lembre-se, porém, que o relatório da Stanford University foi feito há mais de 5 anos, quando os preços do lítio ainda estavam estabilizados em torno de RMB 160,000 por tonelada (cerca de US$ 24,000/tonelada na época).
Até o momento, o preço do lítio continua subindo e subiu mais de 350% em comparação com 5 anos atrás, atingindo uma alta histórica de mais de RMB 590,000 por tonelada a partir de novembro de 2022. O aumento dramático nas matérias-primas de lítio está alinhado com a demanda vertiginosa por veículos elétricos (EVs) a partir do 4º trimestre de 2020 em diante. O fato de que a maioria das matérias-primas para o lítio é processada em produtos para baterias na China exacerbou ainda mais a situação, pois isso significa que o custo do armazenamento de energia também é influenciado pelas taxas de remessa internacional, que foram muito afetadas pela interrupção na saúde global e indústria da cadeia de suprimentos nos últimos anos.
O grande aumento constante do preço é, portanto, uma razão crucial para encontrar um substituto para os componentes à base de lítio agora, e o íon de sódio naturalmente abundante, que garante seu suprimento e disponibilidade, é em si uma justificativa para uma opção confiável de baixo custo. Isso fornece uma razão convincente na busca de pesquisa para o processo de melhoria de baterias de íons de sódio, especialmente quando a maioria dos especialistas do setor acredita que uma substituição de sódio pode ajudar a reduzir os custos de baterias recarregáveis por em torno de 20-40%.
Larga escala
Embora a maioria de nós provavelmente use baterias de íon-lítio para nossos telefones, laptops, diversos dispositivos eletrônicos e carros elétricos, bem como em vários setores de uso final hoje, muitos de nós podem não saber que essas baterias são usadas em mais aplicações do que essas funções comumente conhecidas. Além dos dispositivos eletrônicos e indústrias de VE, os outros dois maiores mercados de baterias de íon-lítio são citados como manuseio de máquinas pesadas e armazenamento de energia campos, particularmente o setor de energia renovável.
E a boa notícia é: o setor de energia renovável deve dobrar de valor em 10 anos, passando de US $ 881.7 bilhões em 2020 para US$ 1,977.6 bilhões em 2030, atingindo um CAGR de 8.4%. No entanto, apesar desse tremendo potencial, com os custos do lítio atingindo um nível recorde agora, a sustentabilidade da demanda de íons de lítio para o setor de energia renovável está em questão. Isso é especialmente verdadeiro devido à quantidade substancial de necessidades de energia provenientes do setor de energia renovável, pois isso implica um custo total geral consideravelmente mais alto, caso os preços do lítio continuem subindo.
Enquanto isso, deixando de lado o fator custo, as baterias de íon-lítio são de fato não é uma opção amiga do ambiente, principalmente quando se trata de armazenamento em grande escala, uma vez que metais tóxicos como cobalto e níquel são encontrados em íons de lítio. Esses metais podem causar danos às fontes de água e aos ecossistemas quando descartados. O descarte inadequado de baterias de íon-lítio também tem sido associado a incêndios em aterros sanitários ou instalações de reciclagem de baterias.
Felizmente, nem o custo nem as preocupações ambientais associadas às baterias de íon-lítio são relevantes para as baterias de íon-sódio, uma vez que o sódio é naturalmente abundante a partir de materiais baratos prontamente disponíveis com alta reciclabilidade e maior segurança. Todos esses fatores tornam o íon de sódio um candidato melhor não apenas para aplicações de bateria padrão para dispositivos eletrônicos comuns, mas também para implantação em escala muito maior, como armazenamento de energia para energia renovável.
Efeito duradouro
Os esforços incansáveis de desenvolvimento entre cientistas e pesquisadores em uma busca contínua para refinar a matéria-prima disponível para uma substituição mais barata e melhor para o campo energético levou às mais recentes descobertas e melhorias para as baterias de íons de sódio. Várias evidências apresentadas por cientistas provaram que as baterias de íons de sódio podem ser uma alternativa mais duradoura em comparação com as baterias de íons de lítio, especialmente para aplicações em larga escala em vista de custos mais baixos, abundância natural e características sustentáveis do sódio.
O excepcional crescimento constante da demanda de armazenamento de energia em larga escala para o campo de energia renovável significa que há um enorme espaço para crescimento para baterias de íons de sódio, especialmente com o aumento do ciclo de iteração do produto. Os investidores interessados são, portanto, recomendados para entrar no mercado antes de seu pico. Para obter mais informações sobre inspirações de negócios por atacado e ideias de fornecimento, visite Alibaba lê hoje mesmo.
