Con base en la acumulación de tecnología y bajo el aire cálido de las políticas, la industrialización de las baterías de iones de sodio en mi país comenzará a acelerarse en 2022.

Las industrias globales de vehículos eléctricos y almacenamiento de energía se están desarrollando rápidamente, lo que impulsa la demanda de baterías de iones de litio, el tipo de batería más común. Sin embargo, existe una batería de iones de sodio con un costo menor que las baterías de litio, que la industria está siguiendo de cerca y está implementando, y se espera que cause un gran impacto en los mercados de almacenamiento de energía y vehículos eléctricos de baja velocidad.

Recientemente, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, la Administración Nacional de Energía, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, el Ministerio de Ciencia y Tecnología y otros nueve ministerios y comisiones emitieron conjuntamente el "14º Plan Quinquenal para el Desarrollo de las Energías Renovables" y otras tecnologías de almacenamiento de energía de alta densidad energética.

Ya en agosto del año pasado, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información declaró que fortalecería el diseño de documentos de políticas, como los planes relacionados con el XIV Plan Quinquenal, y que comenzaría por promover la investigación tecnológica de vanguardia, mejoraría las políticas de apoyo y desarrollaría aplicaciones comerciales. Además, mejoraría las políticas industriales y coordinaría y guiaría el desarrollo de alta calidad de la industria de baterías de iones de sodio.

Al mismo tiempo, el Ministerio de Ciencia y Tecnología también declaró que implementará el proyecto clave de "Tecnología de almacenamiento de energía y redes inteligentes" durante el período del "14º Plan Quinquenal" y enumerará la tecnología de baterías de iones de sodio como una subtarea para promover aún más la escala y la reducción de costos de las baterías de iones de sodio, para mejorar el rendimiento general.

De hecho, la razón por la que se presta tanta atención a la industrialización de las baterías de iones de sodio se debe principalmente a sus ventajas en abundancia de recursos y coste.

El principio de funcionamiento de las baterías de iones de sodio es similar al de las baterías de iones de litio. Se basa principalmente en el movimiento de iones de sodio entre los electrodos positivo y negativo para la carga y descarga. Es compatible con algunas de las materias primas y equipos de producción existentes de estas últimas.

En cuanto a las reservas, las reservas de litio en la corteza terrestre son de tan solo el 0,002%, lo que equivale a menos de una milésima parte de las de sodio, y Australia, Chile, Argentina y otros países son las principales zonas productoras del mundo. Los recursos nacionales de litio tienen una capacidad de producción insuficiente y actualmente dependen en gran medida de las importaciones.

El sodio es el sexto elemento más abundante en la corteza terrestre y su distribución geográfica es uniforme, por lo que no es fácil tener una crisis de recursos, lo que facilita la obtención de compuestos de iones de sodio y tiene un menor costo de procesamiento.

Desde la perspectiva del rendimiento electroquímico, las baterías de iones de sodio tienen un rendimiento electroquímico relativamente estable y seguro, y tienen un amplio rango de temperatura de funcionamiento.

Desde la perspectiva de la aplicabilidad de los compuestos de iones de sodio, a bajos voltajes, el aluminio no se alea con el sodio, por lo que el ánodo de las baterías de iones de sodio puede utilizar colectores de corriente de aluminio, en lugar de utilizar solo colectores de corriente de cobre como las baterías de litio, lo que puede reducir el costo y el peso de la batería.

Sin embargo, en aplicaciones prácticas, las baterías de iones de sodio presentan problemas como baja densidad energética, ciclo de vida corto y una cadena de suministro y escenarios de aplicación imperfectos. Por ello, un grupo de pioneros de la industria ya se ha embarcado en una exploración exhaustiva.

En términos de empresas de baterías, en la actualidad, empresas de baterías como Ningde Times, Xinwangda, Penghui Energy, Paineng Technology, Zhongke Haina, Lishen y otras empresas de baterías han realizado diseños relevantes para baterías de iones de sodio.

En julio de 2021, CATL lanzó su batería de iones de sodio de primera generación con una densidad de energía de celda única de 160 Wh/kg, capaz de cargar el 80 % de la electricidad en 15 minutos a temperatura ambiente y con una retención de descarga superior al 90 % a -20 °C. La industria comenzó a prestar atención a las baterías de iones de sodio de inmediato.

Xinwangda continuó anunciando que tiene una serie de patentes, como el método de reposición de sodio para la batería de iones de sodio, la batería de iones de sodio y su método de preparación.

Y el progreso de Zhongke Hai Na es más rápido. En junio del año pasado, se lanzó el primer sistema de almacenamiento de energía con baterías de iones de sodio de 1 MWh del mundo. A finales de ese mismo año, se unió al Grupo Tres Gargantas y cooperó con la ciudad de Fuyang para construir conjuntamente la primera línea de producción a gran escala de baterías de iones de sodio. Se prevé que la capacidad de producción alcance los 5 GWh. El proyecto está programado para comenzar la producción este año.

Se sabe que Penghui Energy ha fabricado una muestra de batería de iones de sodio (con cátodo de fosfato de sodio y ánodo de sistema de carbono duro), la cual se encuentra en fase piloto. La primera generación de baterías de iones de sodio desarrolladas por Penghui Technology también ha completado la prueba piloto. La producción de prueba de baterías y la producción en masa a gran escala de diversas empresas avanzan de forma ordenada.

Además, Battery China ha sabido que CATL ha iniciado la industrialización de baterías de iones de sodio y planea formar una cadena industrial básica en 2023.

Desde la perspectiva de la cadena industrial, la comercialización de baterías de iones de sodio también es inseparable del suministro de nuevos materiales. En cuanto a materiales positivos y negativos y electrolitos, empresas como Dangsheng Technology, Polyfluoride, Huayang Co., Ltd., Yongtai Technology, Lianchuang Co., Ltd. y Zhenhua New Materials ya han planificado o implementado este tipo de productos.

Como una de las principales empresas nacionales de materiales para baterías de litio, Dangsheng Technology y Lishen Battery han unido esfuerzos para fortalecer la cooperación en campos de tecnología de vanguardia, como las baterías de iones de sodio y sus materiales clave.

A juzgar por los avances, los productos de hexafluorofosfato de sodio de la empresa química de flúor Polyfluoride se han enviado en lotes y se están desarrollando productos NaFSI.

Huayang, que posee indirectamente una participación del 1,66% en Zhongke Haina, planea construir una línea de producción de mil toneladas de material para baterías de iones de sodio. La primera fase del proyecto se completó para la producción de prueba a finales del primer trimestre de 2022. Se espera que la línea de producción de baterías de iones de sodio comience a producir a finales del tercer trimestre.

Xiangfenghua, una empresa de materiales de ánodo para baterías de litio, ha desarrollado materiales de ánodo de carbono duro de alto rendimiento para baterías de iones de sodio, que actualmente están siendo probados por clientes relevantes.

Además, Yongtai Technology anunció su intención de invertir en un proyecto con una producción anual de 250 toneladas de materiales para baterías de iones de sodio. Zhenhua New Materials y Lianchuang Co., Ltd. también han desarrollado investigaciones sobre materiales y aditivos para baterías de iones de sodio. Las empresas participantes continúan su expansión.

Además, la construcción de proyectos relacionados con baterías de iones de sodio se ha acelerado significativamente en los últimos meses. En marzo, el mayor proyecto de planificación de baterías de iones de sodio del país, el Proyecto de Energía Limpia de Shanxi Xinyang, entró en producción de prueba; en abril, la Octava Oficina de Construcción de China y otras unidades firmaron un contrato con la ciudad de Wenzhou para construir cinco líneas de producción de almacenamiento de energía de baterías de iones de sodio de 1 GWh. En enero, se firmó el proyecto de prueba piloto de material catódico para baterías de iones de sodio y la línea experimental de celdas de Shanghai Purna Energy.

Al mismo tiempo, esta vía también ha atraído capital. Zhongke Haina y Zhongna Energy recibieron inversión de Hubble y Country Garden de Huawei, respectivamente; Na Innovation Energy y CITIC Securities firmaron un acuerdo para promover conjuntamente la comercialización de materiales básicos y productos relacionados para baterías de iones de sodio.

Las empresas de la cadena industrial han realizado grandes esfuerzos y todos los participantes han acelerado su entrada, lo que demuestra el optimismo sobre las perspectivas de industrialización de las baterías de iones de sodio. Según el análisis de CICC, con la popularización del almacenamiento de energía y la electrificación de turismos y vehículos comerciales, los diferentes escenarios de aplicación presentan diferentes requisitos en cuanto a coste, densidad energética, capacidad de carga rápida, ciclo de vida y seguridad de las baterías. Diversas soluciones técnicas, como "iones de litio", "iones de sodio" e "iones de sodio + iones de litio", se adaptan mejor a las necesidades de los diferentes escenarios de aplicación.

En cuanto a los escenarios aplicables, Hu Yongsheng, fundador de Zhongke Haina, cree que los productos de batería de iones de sodio se utilizarán principalmente en escenarios por debajo de 150 Wh/kg y se convertirán en un complemento útil para las baterías de iones de litio en los campos de baterías de almacenamiento de energía y vehículos eléctricos de baja velocidad.

En términos de tamaño del mercado, Haitong Securities predice que la demanda mundial de baterías de iones de sodio alcanzará aproximadamente 67,4 GWh para 2025, y la tasa de penetración alcanzará el 3,5%.

Bajo el aumento continuo de una serie de políticas, a medida que las empresas aumentan la inversión, actualizan continuamente la tecnología y mejoran gradualmente la cadena industrial, se espera que las baterías de iones de sodio se conviertan en un complemento importante de las baterías de iones de litio en el futuro y se conviertan en otro polo de crecimiento de la industria de las baterías, el almacenamiento de energía y la baja velocidad. El mercado de vehículos eléctricos puede marcar el comienzo de cambios.

Fuente: Battery China Network