Търговска натриево-йонна батерия на китайския производител Hina се равнява на литиево-йонните клетки на Tesla по отношение на качеството на производството и вътрешния дизайн, според независим анализ, публикуван в списанието „Cell Reports Physical Science“ на издателство Cell Press.
Изследователи от германския университет RWTH Aachen са измерили съпротивлението между отделните клетки, което варира само с 5,3% при 120 клетки — признак за строго контролирано масово производство, което се конкурира с най-добрите литиеви клетки на пазара.
Какво установи разглобяването
Проучването, ръководено от Кристиан Зиберт и Мориц Шютте, имаше за цел да сравни широко използваната натриево-йонна клетка на Hina с по-напредналата литиево-йонна технология на Tesla.
Екипът проведе импедансна спектроскопия — неразрушителен метод — върху 120 клетки, за да оцени еднородността, след което тества производителността при токове и температури в диапазона от −20 °C до 45 °C. Те използваха рентгенови лъчи, за да визуализират вътрешната структура, преди физически да разглобят клетките, за да измерят размерите, състава и микроструктурата на електродите.
Най-забележителното откритие беше от структурен характер. Батерията на Hina използва „дизайн на токоприемник без изводи, с двойна алуминиева конструкция, който намалява съпротивлението и осигурява равномерно разпределение на температурата — и също така отразява настоящия дизайн на батериите на Tesla“, пишат изследователите.
Тази архитектура без изводи е същата основна характеристика, която „Тесла“ въведе с клетката си 4680. Изследователите твърдят, че това е първата натриево-йонна батерия, предлагана на пазара, която я използва. Натриево-йонните батерии имат предимство и по отношение на производствените разходи: те могат да използват алуминиеви токосъбиратели от двете страни на клетката, докато литиево-йонните изискват по-скъпа мед от страна на анода.
„Бяхме приятно изненадани от това колко еднородни са клетките“, каза Шютте.
Къде все още изостава от Tesla
Скептицизмът е оправдан по отношение на аспектите, които са най-важни за електромобилите. Изследователите ясно посочиха, че клетката все още изостава от водещата литиево-йонна технология в две направления.
Първият е енергийната плътност. „Днешните търговски натриево-йонни клетки като цяло имат по-ниска енергийна плътност от най-добрите литиево-йонни клетки, а технологията като цяло е по-малко развита“, каза Шютте. Това прави натриевите клетки по-подходящи за стационарно съхранение, услуги за електроенергийната мрежа и превозни средства с по-малък пробег или търговски превозни средства, отколкото за пътнически електромобили с голям пробег.
Вторият аспект е зареждането при ниски температури. Натрият се справя добре с разряда при ниски температури, но проблемът е при зареждането. „За приложения, които изискват често зареждане при ниски околни температури, ще бъдат важни подходящото термично управление или стратегиите за експлоатация, тъй като зареждането при ниски температури остава явна слабост“, каза Шютте.
Разглобяването разкри и една странност: неочаквано високо и неравномерно разпределено съдържание на мед в части от катода, което според изследователите „повдига интересни въпроси относно ролята ѝ в производителността и стареенето“. Шютте добави, че би искал бъдещите натриеви клетки да бъдат „без никел и мед“, като същевременно достигат конкурентна енергийна плътност.
Конкурентният контекст
Това откритие идва в момент, когато китайските гиганти в производството на батерии превръщат натриево-йонните батерии от лабораторна любопитност в масово производство. През април съобщихме, че CATL ще пусне на пазара своите натриево-йонни батерии Naxtra за електромобили през 2026 г., като целта е около 175 Wh/kg в момента и пробег от приблизително 600 км (372 мили), след като химичният състав се усъвършенства, с възможност за зареждане при температури до −30°C.
Технологията вече е на пътя. През февруари CATL и Changan представиха първия в света серийно произвеждан електромобил с натриево-йонни батерии – Changan Nevo A06. А изследователите продължават да преодоляват слабите места на натрия, като една група демонстрира натриево-йонна клетка с време за зареждане от 11 минути и пробег от 450 км.
Hina, компания, създадена като спин-оф на Китайската академия на науките, доставя клетки както за превозни средства, така и за съхранение в електроенергийната мрежа, и е представила търговски батерийни пакети с номинална енергийна плътност около 165 Wh/kg.
Заглавието се пише само: китайска натриево-йонна батерия, „съпоставима“ с тази на Tesla, но си струва да бъдем точни относно това, което всъщност казва проучването, защото разликата е цялата история.
Не става дума за това, че натрият превъзхожда лития по техническите характеристики. По отношение на енергийната плътност – показателят, който определя колко далеч може да измине електромобилът – натрият все още отстъпва. Това, което германският екип потвърди, е нещо, което може би е по-важно в дългосрочен план: независим западни академичен анализ установи, че китайската натриево-йонна клетка се произвежда на ниво на качество и дизайн, равностойно на най-добрите литиеви клетки, като се използват изобилни, евтини и удобни за веригата на доставки материали. Разлика от 5,3% в съпротивлението при 120 клетки е видът последователност, която се постига само от зряла производствена линия, а не от лабораторен работен плот.
Това е истинският извод. Критиката към натриевите батерии винаги е била, че това е обещаваща химична технология, заседнала във фазата „все още не е напълно готова“. Този анализ показва, че производството вече е на ниво — оставащите пропуски са енергийната плътност и зареждането при температури под нулата, като и двете са инженерни проблеми с ясни пътни карти, а не фундаментални пречки. В съчетание с факта, че CATL ще внедри натриеви батерии в серийни автомобили още тази година, това е още един показател за това колко напред е изпреварила китайската индустрия за батерии.
Отворен остава въпросът дали това качество ще се пренесе от съхранението в електропреносната мрежа и автомобилите от входния сегмент към основния пазар на електромобили. Ако натриевите батерии преодолеят разликата в плътността по същия начин, по който го направиха LFP батериите, разходите ще станат толкова атрактивни, че никой няма да може да ги пренебрегне.
Залагам, че тези натриеви клетки вече са доста евтини.
Ако зареждате електромобила си у дома, комбинирането му със слънчева инсталация на покрива е един от най-умните начини да си осигурите ниски разходи за енергия в дългосрочен план. С ръста на цените на електроенергията с почти 10% през миналата година, домашната слънчева инсталация ви предпазва от бъдещи увеличения на тарифите. А с опциите за лизинг и PPA можете да преминете към слънчева енергия без никакви първоначални разходи и да започнете да спестявате веднага. Ако искате да намерите най-добрата оферта, разгледайте EnergySage. Това е безплатна услуга с стотици предварително проверени инсталатори, които се състезават за вашия бизнес, така че спестявате 20 до 30% в сравнение с това да се справяте сами. Няма да получавате обаждания от търговци, докато не изберете инсталатор. Получете безплатни оферти тук.
