Китайский производитель заявляет, что его новые элементы питания прослужат 20 000 циклов, а система мощностью 4 МВт·ч — 30 лет, и что обе системы могут быть изготовлены на уже существующих линиях по производству литий-ионных аккумуляторов.
Компания Hithium выпустила два продукта на основе ионных аккумуляторов натрий-ионного типа . Аккумулятор N785Ah рассчитан на 20 000 циклов зарядки/разрядки и работает от двух до восьми часов. Его аналог, N4.0MWh, построен на базе этого аккумулятора и, как утверждается, имеет 30-летний срок службы.
Число, определяющее исход спора, — это срок службы. В ранних натриевых элементах уделялось больше внимания плотности энергии, чем стоимости и безопасности. Натрий-ионный элемент, рассчитанный на 20 000 циклов, конкурирует по пропускной способности в течение десятилетий, за которую, собственно, и платят покупатели электроэнергии.
Построен на основе существующих линий электропередачи с литием.
Этот элемент подходит для существующих линий литий-ионных аккумуляторов Hithium емкостью 1,000 Ач. Это важно для скорости. Новые химические компании обычно ждут годы, пока у них появятся собственные заводы, поэтому повторное использование оборудования сокращает путь к серийному производству.
Натрий также находится вне цепочки поставок лития. Сырье является распространенным и широко распространенным, поэтому резкие скачки цен на литий не приводят к его дальнейшему увеличению. Для энергетического потребителя это не только технологический выбор, но и способ хеджирования рисков.
Стратегическим преимуществом здесь является производственная линия литиевых элементов Hithium емкостью 1,000 Ач. Конкуренту, начинающему с нуля, потребуется новый завод и новый цикл сертификации. Повторное использование линии сокращает и то, и другое, хотя и ограничивает возможности отклонения конструкции элементов от литиевых форматов.
Химический аспект этого утверждения
Компания Hithium разработала катод из пирофосфата фосфата натрия и железа с 97-процентной фазовой чистотой и улучшенной проводимостью. На анодной стороне инженеры создали твердый углерод, который быстро перемещает натрий и накапливает его в больших количествах. В электролите используются жидкие низковязкие растворители, способствующие перемещению ионов.
Затем на поверхности анода образуется плотный слой. Эта пленка препятствует пробою и образованию газов, благодаря чему элемент должен выдерживать 20 000 циклов. Конструктивные элементы должны были выдерживать расширение по той же длине, поэтому компания Hithium использовала толстые электродные покрытия и крупноформатную многослойную структуру.
Проектирование системы
Аккумулятор N4.0MWh использует конструкцию, специально разработанную для натриевых батарей, и собственную систему управления батареей. Компания Hithium заявляет, что эта система считывает уровень заряда с точностью до 2.5%. Устройство работает с преобразователями напряжения от 800 В до 1500 В.
Еще один важный показатель — восьмичасовая продолжительность работы. Большинство продаваемых сегодня аккумуляторных батарей работают от двух до четырех часов. Аккумулятор с заявленной восьмичасовой продолжительностью работы предназначен для суточных переключений, что представляет собой совершенно другой рынок с другими покупателями.
Уровень заряда сложнее определить в натриевых элементах, чем в литий-железо-фосфатных. Кривая напряжения более пологая, поэтому небольшие погрешности накапливаются. Показатель в 2.5%, если он подтвердится в полевых условиях, устраняет одно из практических возражений, выдвинутых покупателями.
Место заполняется
Компания Hithium утверждает, что первой начала продавать натрий-ионные аккумуляторы промышленного назначения, выпустив модель N162Ah в декабре 2024 года. С тех пор CATL, BYD, HiNa и Envision также анонсировали свою продукцию на основе натрий-ионных аккумуляторов. Таким образом, за два года ниша превратилась в переполненный сегмент рынка.
Конкуренция в таком масштабе обычно быстро снижает цены. Натриевые элементы по-прежнему стоят дороже за киловатт-час, чем литий-железо-фосфатные в большинстве тендеров. Именно объемы производства позволяют сократить этот разрыв, а именно объемы и предназначены для обеспечения работы общих линий электропередачи с литием.
Утверждения, требующие доказательства
Цифры, характеризующие срок службы при определённом количестве циклов, легко получить, но трудно опровергнуть. Двадцать тысяч циклов при одном цикле в день — это более пятидесяти лет эксплуатации. Данные полевых испытаний не охватывают такой длительный период, поэтому эта цифра основана на лабораторных исследованиях старения и моделировании.
Покупатели захотят ознакомиться с условиями гарантии и результатами независимых испытаний, прежде чем принимать решение. Инвестиции в системы хранения энергии растут рекордными темпами , поэтому у покупателей есть большой стимул сделать смелое заявление и подтвердить его на деле. Полезным тестом станут первые операторы, опубликовавшие реальные кривые деградации. На это потребуется несколько лет, и коммунальные предприятия начнут закупать оборудование задолго до их появления.
