Китай лидирует в сфере разработки и внедрения безлитиевых аккумуляторов
29 июнь 2023
Безлитиевые аккумуляторы: Китай опережает всех в гонке патентов
Сегодня технологии, использующие магний, натрий или алюминий, наиболее перспективны для получения более экономичных и менее токсичных накопителей энергии, чем литий-ионные батареи. Издательство Nikkei Asia проанализировало, какие из стран активно занимаются поисками альтернатив.
К концу 2022 года действовало 9862 патента в сфере технологий накопления и хранения энергии — этот показатель в 12 раз больше, чем в 2012 году. При этом бесспорным лидером в «патентной гонке» является Китай, на его долю приходится более половины всех действующих патентов — 5486. Второе место, с огромным отставанием, занимает Япония – 1192 патента, хотя еще в 2015 году она занимала ведущие позиции со значительным отрывом. Третьими в рейтинге идут Соединенные Штаты – 719 патентов, далее Южная Корея с 595 патентами, замыкает пятерку лидеров Франция – 128.
Если говорить о безлитиевых аккумуляторах, то наиболее перспективное направление – это натрий-ионные батареи:
- Их стоимость на 60-70% ниже, чем аналогичные по емкости литиевые АКБ, прежде всего вследствие дешевизны натрия. Кроме того, он очень доступен и добывается во многих странах.
- Они экологически безопасны, используемые в них материалы легко и дешево могут подвергаться вторичной переработке.
- Натрий-ионные АКБ пожаробезопасны, они практически не нагреваются и не подвержены возгоранию или взрыву.
- Без утраты эксплуатационных характеристик переносят глубокий разряд.
- Срок службы – до 10 лет.
- Стабильная работа при температурах ниже 0°C.
- Их изготовление может быть запущено на тех же заводах и линиях, которые сейчас производят литиевые аккумуляторы.
По количеству патентов в области натрий-ионных батарей Китай почти в три раза опережает США и Японию. Кроме того, китайские разработчики являются лидерами в создании ионно-цинковых батарей — еще одной технологии, которая может стать безопасной и дешевой альтернативой литиевым накопителям.
Япония занимает передовые позиции по количеству патентов, связанных с фторидно-ионными батареями. Их емкость может быть в 10 раз больше, чем у современных литий-ионных аккумуляторов. США – по количеству патентов разработки аккумуляторов с ионами магния.
Натрий-ионные батареи: от теории к практике
Еще относительно недавно – в 2021 году – натрий-ионные батареи рассматривались как технология с очень узким спектром использования. Они имели значительно меньшую плотность энергии, чем литиевые, поэтому их планировалось использовать в промышленных накопителях энергии, где массогабаритные показатели не являются определяющими. Но всего за несколько лет технология была значительно усовершенствована, что позволило получить образцы, которые могут конкурировать с литиевыми АКБ даже в такой сфере, как электротранспорт. В 2023 году сразу несколько компаний заявили о начале массового производства электрокаров с натрий-ионными батареями:
- Крупнейший мировой производитель аккумуляторов – компания CATL (ее доля на рынке литий-ионных батарей превышает 30%) 16 апреля заявила о начале массового выпуска литий-ионных аккумуляторов, которые будут установлены на автомобилях Chery.
- BYD, не уточнив конкретную дату, также анонсировала начало выпуска натрий-ионных батарей, устанавливаемых на небольшом электрическом хэтчбеке. Ориентировочно им станет BYD Seagull, заявленный запас хода на одном заряде – не менее 305 км, стоимость – около 11,6 тысячи долларов.
Но первой китайской компанией, овладевшей массовым выпуском натрий-ионных батарей, стала Hina. Она вместе с Volkswagen-JAC с февраля выпускает электрокар Sehol E10X, запас хода – около 250 км.