CATL revela una batería de iones de sodio con una densidad de energía de 160 Wh / kg

CATL y otros fabricantes de baterías han estado investigando baterías de iones de sodio durante varios años. Las baterías de iones de litio son excelentes, pero necesitan materias primas relativamente caras, como litio, níquel o cobalto. Tampoco funcionan bien a bajas temperaturas, como puede atestiguar cualquier propietario de un vehículo eléctrico que viva en un clima frío.

Las baterías de iones de sodio utilizan materias primas menos costosas. El sodio en sí es extremadamente abundante y barato. Pero estas baterías se han quedado rezagadas con respecto a las baterías de iones de litio porque tienen una densidad de energía relativamente baja, la cantidad de energía eléctrica que se puede almacenar por unidad de peso. Ahora CATL dice que su investigación ha dado sus frutos con una nueva batería de iones de sodio con una densidad de energía de 160 Wh / kg. La compañía dice que espera aumentar eso a 200 Wh / kg para cuando comience la producción comercial a gran escala en 2023.

Para poner la densidad de energía en perspectiva, las baterías de iones de litio utilizadas en el Tesla Model 3 tienen una densidad de energía de aproximadamente 260 Wh / kg, mientras que las celdas de batería LFP que utiliza Tesla se encuentran en la gama estándar del Model 3 producida en China. 200 Wh / kg. Elon Musk ha insinuado baterías con una densidad de energía de 400 Wh / kg en 3 a 4 años, lo que podría permitir aviones comerciales competitivos.

El la empresa dice, “Los iones de sodio … se transportan entre el cátodo y el ánodo. Sin embargo, en comparación con los iones de litio, los iones de sodio tienen un mayor volumen y mayores requisitos en cuanto a estabilidad estructural y propiedades cinéticas de los materiales. Esto se ha convertido en un cuello de botella para la industrialización de las baterías de iones de sodio.

“CATL se ha dedicado a la investigación y el desarrollo de materiales para electrodos de baterías de iones de sodio durante muchos años. En términos de materiales de cátodos, CATL ha aplicado material blanco de Prusia con una capacidad específica más alta y ha rediseñado la estructura general del material reordenando los electrones, lo que resolvió el problema mundial de la capacidad rápida que se desvanece en el ciclo del material. En términos de materiales de ánodo, CATL ha desarrollado un material de carbono duro que presenta una estructura porosa única, que permite el almacenamiento abundante y el movimiento rápido de iones de sodio, y también un rendimiento de ciclo sobresaliente “.

Entonces, ¿qué significa todo eso para los conductores? Simplemente esto:

• Densidad energética de hasta 160 Wh / kg con hasta 200 Wh / kg esperados en unos pocos años.
• Carga rápida hasta un 80% de SOC en 15 minutos a temperatura ambiente.
• Excelente estabilidad térmica.
• Excelente rendimiento a baja temperatura: a -20 ° C, la batería de iones de sodio tiene una tasa de retención de capacidad de más del 90%.
• Eficiencia de integración del sistema del 80% (peso o volumen de celdas frente al peso o volumen de la batería).

Costos y paquetes de baterías híbridas

Cortesía de CATL

“Las baterías de iones de sodio son compatibles y complementarias con las baterías de iones de litio. Las rutas técnicas diversificadas también son una garantía importante para el desarrollo a largo plazo de la industria ”, dijo el jueves Robin Zeng Yuqun, fundador y presidente de CATL, según China Daily.

Se espera que el costo de las celdas de batería de iones de sodio sea competitivo con las celdas LFP. Según fuentes de los medios chinos, podemos esperar que las celdas de primera generación cuesten 77 dólares por kWh. Con la producción en volumen, esa cifra podría caer a menos de $ 40 por kWh. Las celdas de la batería de sodio se pueden fabricar utilizando equipos de producción de celdas actuales, lo que ayudará a mantener bajos los costos.

Pero esa no es la única buena noticia. CATL dice que ha desarrollado nuevos sistemas de administración de baterías que integrarán baterías de litio y sodio en los mismos paquetes de baterías. Eso significa que los fabricantes podrían crear paquetes de baterías adaptados para satisfacer las necesidades de los conductores en varios climas: más celdas de sodio en Minneapolis, menos en Mobile. Más celdas de sodio también significa que los automóviles podrían utilizar más electricidad del frenado regenerativo en los días fríos.

La compañía dice: “En términos de innovación en el sistema de baterías, CATL ha logrado otro gran avance en la integración del sistema de baterías y ha desarrollado una solución de sistema de baterías AB, que consiste en mezclar y combinar baterías de iones de sodio y baterías de iones de litio en una cierta proporción e integrarlas en un solo sistema de batería, y controle los diferentes sistemas de batería a través del algoritmo de precisión BMS.

“La solución del sistema de batería AB puede compensar la escasez de densidad de energía actual de la batería de iones de sodio y también ampliar sus ventajas de alta potencia y rendimiento a bajas temperaturas. Gracias a este innovador sistema de estructura, se amplían los escenarios de aplicación para el sistema de batería de litio-sodio ”.

En el mundo de la tecnología, hace unas décadas, las mejoras en el poder de los chips de computadora se produjeron a un ritmo vertiginoso. La pregunta ya no era cuántos ángeles podían bailar en la cabeza de un alfiler, sino cuántos transistores cabían en una pequeña pieza de silicona.

Hoy en día, los avances en la tecnología de las baterías se están produciendo con una velocidad cada vez mayor. Las baterías en uso en 2030 serán mucho más avanzadas que las disponibles en la actualidad. Tus nietos pondrán los ojos en blanco y se reirán cuando les digas que antes tardaba media hora en cargar un coche eléctrico. El futuro está a la vuelta de la esquina. ¡No podemos esperar!