De Chinese fabrikant zegt dat zijn nieuwe cel 20,000 laadcycli meegaat en zijn 4MWh-systeem 30 jaar, en dat beide kunnen worden geproduceerd op de lithium-ion-productielijnen die het bedrijf al gebruikt.
Hithium heeft twee producten met natrium-ionbatterijen op de markt gebracht . De N785Ah-cel is ontworpen voor 20,000 laadcycli en een gebruiksduur van twee tot acht uur. Het bijbehorende systeem, de N4.0MWh, is gebaseerd op deze cel en heeft een verwachte levensduur van 30 jaar.
De levensduur van een batterij is hier het doorslaggevende argument. Vroege natriumbatterijen offerden energiedichtheid op voor lagere kosten en minder veiligheid. Een natrium-ionbatterij met 20,000 laadcycli daarentegen concurreert op doorvoercapaciteit over tientallen jaren, en dat is waar afnemers van elektriciteit uiteindelijk voor betalen.
Gebouwd op bestaande lithiumleidingen.
De cel past in de bestaande 1,000Ah lithium-ion-productielijnen van Hithium. Dat is belangrijk voor de snelheid. Nieuwe chemische samenstellingen moeten doorgaans jaren wachten op hun eigen productiefaciliteiten, dus het hergebruik van bestaande machines verkort de weg naar massaproductie.
Natrium valt ook buiten de toeleveringsketen van lithium. De grondstoffen zijn algemeen verkrijgbaar en wijdverspreid, waardoor prijsstijgingen van lithium niet doorwerken. Voor een afnemer van lithium is dat zowel een afdekking tegen prijsschommelingen als een technologische keuze.
De 1,000Ah lithiumproductielijn van Hithium is hier de strategische troef. Een concurrent die helemaal opnieuw begint, heeft een nieuwe fabriek en een nieuwe kwalificatiecyclus nodig. Het hergebruiken van een productielijn verkort beide, hoewel het ook de mate waarin het celontwerp kan afwijken van lithiumformaten beperkt.
De chemie achter de bewering
Hithium ontwikkelde een natriumijzerfosfaatpyrofosfaatkathode met een fasezuiverheid van 97 procent en een betere geleidbaarheid. Aan de anodezijde maakten de ingenieurs hard koolstof dat natrium snel transporteert en er veel van kan opslaan. De elektrolyt maakt gebruik van dunne oplosmiddelen met een lage viscositeit om de ionen te helpen verplaatsen.
Er vormt zich dan een dichte laag op het anodeoppervlak. Deze film houdt doorslag en gasvorming tegen, waardoor de cel 20,000 cycli moet kunnen doorstaan. Structurele onderdelen moesten bestand zijn tegen uitzetting over dezelfde afstand, daarom gebruikte Hithium dikke elektrodecoatings en een stapelmethode met grote afmetingen.
Systeemontwerp
De N4.0MWh maakt gebruik van een specifiek ontwerp voor natriumaccu's met een eigen accubeheersysteem. Volgens Hithium meet dit systeem de laadstatus tot op 2.5 procent nauwkeurig. De unit werkt met stroomomvormers van 800V tot 1500V.
Een gebruiksduur van acht uur is een ander belangrijk gegeven. De meeste netstroombatterijen die tegenwoordig worden verkocht, werken twee tot vier uur. Een batterij met een gebruiksduur van acht uur wijst op dagelijkse verschuivingen, wat een andere markt met andere kopers betreft.
De laadstatus is lastiger af te lezen bij natriumbatterijen dan bij lithium-ijzerfosfaatbatterijen. De spanningscurve is vlakker, waardoor kleine fouten zich opstapelen. Een afwijking van 2.5 procent, indien deze in de praktijk standhoudt, neemt een van de praktische bezwaren van kopers weg.
Het veld raakt vol.
Hithium claimt als eerste natriumioncellen op grote schaal te hebben verkocht, met de N162Ah die in december 2024 op de markt kwam. Sindsdien hebben CATL, BYD, HiNa en Envision allemaal natriumionproducten aangekondigd. Een nichemarkt is dus in minder dan twee jaar tijd een overvolle markt geworden.
Concurrentie op die schaal zorgt er meestal voor dat de prijzen snel dalen. Natriumcellen kosten in de meeste aanbestedingen nog steeds meer per kilowattuur dan lithiumijzerfosfaatcellen. Volume is wat dat verschil dicht, en volume is precies wat gedeelde lithiumproductielijnen moeten opleveren.
Beweringen die nog bewezen moeten worden
Levensduurcijfers zijn gemakkelijk te genereren, maar moeilijk te weerleggen. Twintigduizend cycli bij één cyclus per dag is meer dan vijftig jaar gebruik. Geen enkele praktijkdata beslaat een periode die ook maar in de buurt komt van zo'n lange gebruiksduur, dus het cijfer is gebaseerd op verouderingstests in het laboratorium en modellering.
Kopers zullen garantievoorwaarden en onafhankelijke tests willen zien voordat ze tot een besluit komen. Er wordt momenteel geïnvesteerd in opslagcapaciteit , waardoor de prikkel om een gewaagde bewering waar te maken groot is. De meest bruikbare test zal komen van de eerste exploitanten die daadwerkelijke degradatiecurves publiceren. Dat zal nog enkele jaren duren, en nutsbedrijven zullen al lang voordat die beschikbaar zijn, aankopen doen.
