اشحن ما يصل إلى 80% في 15 دقيقة، أصدرت شركة CATL الجيل الأول من بطارية أيونات الصوديوم

أخيرًا خرجت بطارية أيون الصوديوم التي تم تسخينها لعدة أشهر. بعد ظهر يوم 29 يوليو، عقدت شركة CATL مؤتمرًا صحفيًا حول بطارية أيون الصوديوم.

وفي المؤتمر الصحفي، أطلقت CATL رسميًا الجيل الأول من بطارية أيون الصوديوم. وفي الوقت نفسه، ظهرت أيضًا مجموعة بطاريات الليثيوم والصوديوم الهجينة المبتكرة لأول مرة في المؤتمر الصحفي.

1. اختراق عنق الزجاجة لتقنية بطارية أيون الصوديوم

تتمتع بطارية أيون الصوديوم بمبدأ عمل مماثل لبطارية أيون الليثيوم، ويتم نقل الشحنة بشكل رئيسي من خلال إدخال واستخراج أيونات الصوديوم بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة.

ومع ذلك، بالمقارنة مع أيون الليثيوم، أيون الصوديوم لديه حجم أكبر ومتطلبات أكثر صرامة من حيث الاستقرار الهيكلي للمواد والأداء الديناميكي. وقد أصبح هذا أيضًا بمثابة عنق الزجاجة للتأخير في الاستخدام التجاري لبطاريات أيونات الصوديوم.

لقد انخرط عصر نينغدي بعمق في البحث والتطوير لمواد النظام الكيميائي لأيون الصوديوم لسنوات عديدة: فيما يتعلق بمواد الكاثود، اعتمد عصر نينغدي مادة بيضاء بروسية ذات سعة جرامية أعلى، وأعاد ترتيب الشحنة بشكل مبتكر في البنية السائبة للمادة لحل مشكلة إعادة تدوير اللون الأبيض البروسي. المشكلة الأساسية هي التوهين السريع للقدرة في هذه العملية.

فيما يتعلق بمواد الأقطاب الكهربائية السالبة، طورت شركة CATL مواد كربونية صلبة ذات هياكل مسام فريدة من نوعها، والتي تتميز بخصائص سعة الجرام العالية، وسهولة إزالة التداخل، ودورة ممتازة.

استنادًا إلى سلسلة من الإنجازات في نظام المواد، يتمتع الجيل الأول من بطارية أيون الصوديوم التي طورتها شركة CATL بمزايا كثافة الطاقة العالية، ومعدل الشحن العالي، والاستقرار الحراري الممتاز، والأداء الجيد في درجات الحرارة المنخفضة، وكفاءة التكامل العالية.

تصل كثافة الطاقة لخلية البطارية إلى 160 وات/كجم؛ الشحن في درجة حرارة الغرفة لمدة 15 دقيقة، يمكن أن تصل الطاقة إلى أكثر من 80%؛ في بيئة درجة حرارة منخفضة تصل إلى -20 درجة مئوية، لديها أيضًا معدل الاحتفاظ بالتفريغ يزيد عن 90%؛ كفاءة تكامل النظام يمكن أن تصل إلى 80% فما فوق؛ يتجاوز الاستقرار الحراري بكثير متطلبات السلامة للمعايير القوية في البلاد.

لا يمكن تطبيق الجيل الأول من بطارية أيون الصوديوم على سيناريوهات كهربة النقل المختلفة، خاصة في مناطق جبال الألب، بل إنها تتمتع بمزايا رائعة، ولكن يمكن أيضًا تكييفها بمرونة مع متطلبات التطبيق لجميع السيناريوهات في مجال تخزين الطاقة.

2. أربعة ابتكارات رئيسية تدعم ثلاثة اتجاهات رئيسية

البحث الأساسي عن المواد والأنظمة الكيميائية هو المفتاح. وقال تسنغ يوكون، رئيس صحيفة نينغده تايمز، إن بعض الناس يعتقدون أنه من الصعب ابتكار النظام الكيميائي للبطاريات ولا يمكن إلا إجراء بعض التحسينات في البنية الفيزيائية. 'لكننا نؤمن بأن عالم الكيمياء الكهربائية يشبه مكعب الطاقة. المجهول أكبر بكثير من المعلوم، ونحن نستكشف أسراره بلا كلل'.

وفقًا لـ Zeng Yuqun، قامت CATL ببناء منصة حوسبة متكاملة للمواد عالية الإنتاجية لإجراء حسابات المحاكاة ومحاكاة التصميم على المواد على المستوى الذري. ومن خلال الفهم العميق للمبادئ والخوارزميات المتقدمة وقوة الحوسبة القوية، من الممكن العثور على جينات المواد المختلفة. من خلال الجمع بين النقاط، وتطوير مواد مختلفة أكثر ملاءمة لبطاريات أيونات الصوديوم، وتشجيعها على الدخول في مسار التصنيع السريع، ومواصلة التكرار. إن هدف البحث والتطوير لكثافة الطاقة للجيل القادم من بطاريات أيون الصوديوم هو أكثر من 200 وات ساعة/كجم.

فيما يتعلق بابتكار النظام، اتخذت شركة CATL مسارًا جديدًا في تكامل نظام البطارية وطورت حلاً لنظام بطارية AB، أي أن بطارية أيون الصوديوم وبطارية أيون الليثيوم يتم خلطهما ومطابقتهما بنسبة معينة، ودمجهما في نفس نظام البطارية، وبدقة من خلال BMS تقوم الخوارزمية بالتحكم في توازن أنظمة البطاريات المختلفة. إن حل نظام بطارية AB لا يعوض فقط عيوب كثافة الطاقة لبطاريات أيونات الصوديوم في هذه المرحلة، ولكنه يستخدم أيضًا مزاياه المتمثلة في الطاقة العالية والأداء الجيد في درجات الحرارة المنخفضة. واستنادًا إلى هذا الابتكار في بنية النظام، يمكن توسيع المزيد من سيناريوهات التطبيق لأنظمة بطاريات الليثيوم والصوديوم.

3. التصميم متعدد الأبعاد يعزز تصنيع بطاريات أيون الصوديوم

في المؤتمر الصحفي، قدم الدكتور هوانغ تشيسن، نائب عميد معهد نينغدي تايمز للأبحاث، أنه فيما يتعلق بعمليات التصنيع، يمكن لبطاريات أيون الصوديوم تحقيق التوافق التام مع معدات وعمليات إنتاج بطاريات الليثيوم أيون، ويمكن تبديل خط الإنتاج بسرعة لإكمال التخطيط السريع لقدرة الإنتاج. في الوقت الحاضر، بدأت CATL تخطيط التصنيع المقابل، وسيتم تشكيل سلسلة صناعية أساسية في عام 2023.

وقالت شركة CATL إنها ترحب بمشاركة المؤسسات البحثية ذات الصلة وموردي المواد الأولية وتطبيقات البطاريات النهائية للتسريع بشكل مشترك في تحسين وتطوير سلسلة صناعة بطاريات أيون الصوديوم.

4. الأزمة والفرص في عصر الننجدي

نظرًا لشعبية مركبات الطاقة الجديدة، فقد ولد سوق ضخم لبطاريات الطاقة.

وفقًا لتوقعات شركة SNE Research، بحلول عام 2023، سيصل الطلب العالمي على بطاريات الطاقة للسيارات الكهربائية إلى 406 جيجاوات في الساعة، بينما من المتوقع أن يصل إمدادات بطاريات الطاقة إلى 335 جيجاوات في الساعة، أي بفجوة تبلغ حوالي 18٪. وبحلول عام 2025، سوف تتسع هذه الفجوة إلى حوالي 40%. شهدت صناعة بطاريات الطاقة خللاً خطيراً في هيكل العرض والطلب.

بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لأحدث البيانات الصادرة عن SNE Research في 29 يوليو، احتلت شركة CATL المرتبة الأولى بحصة سوقية تبلغ 29.9% في النصف الأول من عام 2021؛ عمالقة البطاريات الكورية الجنوبية – LG Energy، وSamsung SDI، وSK Innovation Global Power في النصف الأول من العام. بلغ إجمالي حصة السوق من السعة المثبتة للبطارية 34.9%، لتحتل المرتبة الثانية والخامسة والسادسة على التوالي؛ وتحتل باناسونيك وبي واي دي المركزين الثالث والرابع بحصة سوقية تبلغ 15% و6.9% على التوالي.

على الرغم من أنها أصبحت رائدة بجدارة في صناعة البطاريات، إلا أن عصر نينغدي ربما لم يشعر بالراحة أبدًا. وطارده المعارضون، ولم يكن منصب زعيم عصر الننجي قويا بما فيه الكفاية.

وفي 'منتدى السيارات الصيني' الذي عقد في 18 يونيو، قال المدير العام لتسويق شركة LG New Energy Asia، بارك جينيونغ، إن الجيل الجديد من بطاريات الطاقة التي طورتها شركة LG Energy باستخدام رباعي النيكل العالي (NCMA) كمادة الكاثود سيتم إنتاجها في قاعدتها في نانجينغ.

أخذت تسلا زمام المبادرة في تسليم غصن الزيتون لشركة LG Energy. وفقًا لتقارير وسائل الإعلام الأجنبية، تخطط تسلا لاستخدام بطارية الليثيوم الرباعية NCMA من LG Energy في نماذج Model Y المصنوعة في الصين، وقد يتأثر عصر Ningde.

بدأت BYD أيضًا في غزو السوق الصينية ببطارياتها النصلية. في الوقت الحاضر، أعربت مجموعة FAW، وChangan Ford، وHyundai، وToyota وشركات سيارات أخرى عن أنها تفاوضت بشأن التعاون في مجال بطارية الشفرة مع BYD.

في 14 يوليو، وقعت حكومة بلدية تشانغتشون ومجموعة FAW الصينية وBYD اتفاقية تعاون جديدة للاستثمار في بطاريات الطاقة، مما يعني أن FAW قد تزيد نسبة بطاريات الطاقة BYD.

ومع ذلك، مع إطلاق بطاريات أيونات الصوديوم، قد تقوم CATL بشن هجوم مضاد.

تركز كل من بطارية BYD النصلية وبطارية الليثيوم الرباعية من LG Energy على أداء السلامة، والذي يتزامن مع مزايا الجيل الأول من بطارية أيون الصوديوم في عصر نينغدي، ولكن بالمقارنة مع الاثنتين السابقتين، ستكون التكلفة المنخفضة هي المنافسة في عصر نينغدي. حافة حادة في السوق.

يوضح موقع شنغهاي للمعادن غير الحديدية أنه منذ هذا العام، ارتفعت أسعار كربونات الليثيوم المستخدمة في البطاريات وهيدروكسيد الليثيوم المستخدم في البطاريات بنسبة 66.04% و96.97% على التوالي. يستمر سعر المواد الأولية الرئيسية في الارتفاع، مما يجعل السوق حريصًا على إيجاد بدائل لليثيوم.

وأشارت شركة Essence Securities إلى أنه نظرًا لأن عملية الإنتاج تشبه عملية بطاريات أيون الليثيوم، فإن بطاريات أيون الصوديوم يمكنها استخدام خط إنتاج بطاريات أيون الليثيوم الحالي مباشرة، وتحتاج فقط إلى تعديل خط الإنتاج الأصلي قليلاً، مما يوفر بديلاً قويًا لبطاريات أيون الصوديوم. الحياة الجنسية ومساحة أكبر للتنمية.