A fabricante chinesa afirma que sua nova célula terá uma vida útil de 20,000 ciclos e seu sistema de 4 MWh, de 30 anos, e que ambos podem ser construídos nas linhas de produção de íon-lítio que já opera.
A Hithium lançou dois produtos de íon-sódio . A célula N785Ah tem como objetivo 20,000 ciclos e durações de duas a oito horas. Seu sistema complementar, o N4.0MWh, é baseado nessa célula e possui uma vida útil estimada em 30 anos.
A vida útil em ciclos é o fator que muda o rumo da discussão. As primeiras células de sódio priorizavam o custo e a segurança em detrimento da densidade de energia. Uma célula de íon-sódio com 20,000 ciclos, por sua vez, compete em termos de capacidade de processamento ao longo de décadas, que é o que os compradores da rede elétrica realmente pagam.
Construído sobre linhas de lítio existentes
A célula é compatível com as linhas de produção de íon-lítio de 1,000 Ah da Hithium. Isso é importante para agilizar o processo. Novas tecnologias geralmente esperam anos para terem suas próprias fábricas, então reutilizar ferramentas reduz o tempo necessário para atingir a produção em larga escala.
O sódio também está fora da cadeia de suprimentos do lítio. As matérias-primas são comuns e amplamente distribuídas, portanto, os picos de preço do lítio não se propagam. Para uma empresa de serviços públicos, isso representa uma proteção tanto quanto uma escolha tecnológica.
A linha de produção de baterias de lítio de 1,000 Ah da Hithium é o ativo estratégico aqui. Um concorrente que começasse do zero precisaria de uma nova fábrica e um novo ciclo de qualificação. Reutilizar uma linha de produção reduz ambos os processos, embora também limite o quanto o design da célula pode se distanciar dos formatos tradicionais de lítio.
A química por trás da alegação
A Hithium desenvolveu um cátodo de pirofosfato de sódio e ferro com 97% de pureza de fase e melhor condutividade. No lado do ânodo, os engenheiros criaram um carbono duro que transporta sódio rapidamente e armazena uma grande quantidade dele. O eletrólito utiliza solventes finos e de baixa viscosidade para auxiliar o movimento dos íons.
Uma camada densa se forma então na superfície do ânodo. Essa película impede a ruptura dielétrica e a formação de gases, permitindo que a célula suporte 20,000 ciclos. Como as partes estruturais precisavam suportar o inchaço na mesma extensão, a Hithium utilizou revestimentos espessos nos eletrodos e empilhamento em grande formato.
Projeto de sistema
A bateria N4.0MWh utiliza um design específico para sódio com sistema próprio de gerenciamento de baterias. A Hithium afirma que esse sistema lê o estado de carga com uma precisão de 2.5%. A unidade funciona com conversores de energia de 800V a 1500V.
A duração de oito horas é outro dado importante. A maioria das baterias de rede vendidas hoje em dia funciona por duas a quatro horas. Uma célula com duração nominal de oito horas indica um ciclo de troca diária, o que representa um mercado diferente, com compradores diferentes.
A leitura do estado de carga é mais difícil em baterias de sódio do que em baterias de fosfato de ferro-lítio. A curva de voltagem é mais plana, o que faz com que pequenos erros se acumulem. Um valor de 2.5%, se confirmado em campo, elimina uma das objeções práticas levantadas pelos compradores.
O campo está se enchendo
A Hithium afirma ter sido a primeira a vender células de íon-sódio em escala comercial, com o lançamento da N162Ah em dezembro de 2024. Desde então, CATL, BYD, HiNa e Envision anunciaram produtos de íon-sódio. Assim, um nicho de mercado se tornou um segmento saturado em menos de dois anos.
A concorrência nessa escala geralmente reduz os preços rapidamente. As células de sódio ainda custam mais por quilowatt-hora do que as de fosfato de ferro-lítio na maioria das licitações. O volume é o que elimina essa diferença, e é exatamente isso que as linhas de produção compartilhadas de lítio devem proporcionar.
Alegações que precisam ser comprovadas
Os cálculos de vida útil em ciclos são fáceis de obter e difíceis de refutar. Vinte mil ciclos, a uma média de um ciclo por dia, equivalem a mais de cinquenta anos de uso. Nenhum dado de campo se aproxima desse período, portanto, esse número se baseia em testes de envelhecimento em laboratório e em modelagens.
Os compradores vão querer saber os termos da garantia e os testes de terceiros antes de se comprometerem. O investimento em armazenamento está em níveis recordes , então o incentivo para fazer uma afirmação ousada ser bem-sucedida é grande. O teste útil virá dos primeiros operadores que publicarem curvas de degradação reais. Essas curvas levarão vários anos para serem divulgadas, e as concessionárias de energia elétrica comprarão muito antes de elas chegarem ao mercado.
