Chińska bateria dogania Teslę. Naukowcy zaskoczeni wynikami

Przez lata akumulatory litowo-jonowe były niekwestionowanym fundamentem rewolucji elektromobilności. To na nich opierały się sukcesy Tesli i większości producentów samochodów elektrycznych. Teraz jednak z Chin napływają informacje, które mogą mocno zainteresować branżę motoryzacyjną i energetyczną.

Naukowcy potwierdzili, że komercyjne ogniwa sodowo-jonowe produkowane przez firmę Hina osiągnęły poziom wydajności porównywalny z rozwiązaniami stosowanymi przez Teslę w wybranych zastosowaniach. To ważny sygnał dla rynku, ponieważ technologia sodowa od lat była postrzegana jako tańsza alternatywa dla akumulatorów litowych, ale jednocześnie ustępowała im pod względem parametrów. Najnowsze wyniki pokazują, że dystans zaczyna się szybko zmniejszać.

Komercyjny akumulator sodowo-jonowy, który jest już używany w Chinach, zbliża się do poziomu rozwiązań Tesli.

Sód zamiast litu. To może być przełom dla kosztów

Największą zaletą akumulatorów sodowo-jonowych pozostaje dostępność surowców. Lit od lat znajduje się w centrum globalnego wyścigu technologicznego, a jego ceny potrafią gwałtownie się zmieniać wraz ze wzrostem popytu. Sód jest natomiast jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków na Ziemi.

Dla producentów samochodów oznacza to możliwość budowania bardziej przewidywalnych łańcuchów dostaw i ograniczenia zależności od rynku litu. W czasach, gdy producenci walczą o obniżenie kosztów produkcji aut elektrycznych, każda oszczędność na poziomie ogniwa może mieć ogromne znaczenie. Badacze zwracają uwagę, że nowe ogniwa Hina wyróżniają się nie tylko ceną potencjalnej produkcji, ale również stabilnością parametrów. W trakcie testów przeanalizowano aż 120 ogniw, badając ich charakterystykę elektryczną i zachowanie podczas pracy. Wyniki pokazały bardzo wysoką powtarzalność parametrów pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami.

Konstrukcja inspirowana najlepszymi rozwiązaniami

Naukowcy przeprowadzili również szczegółową analizę budowy ogniw. Wykorzystano między innymi badania rentgenowskie oraz demontaż gotowych baterii. Wewnątrz zastosowano mieszankę materiałów opartą na sodzie, miedzi, niklu, żelazie i manganie. Szczególną uwagę zwraca ograniczenie wykorzystania kosztownych surowców, takich jak nikiel czy kobalt, których ceny od lat wpływają na koszt produkcji baterii.

Interesującym elementem jest także zastosowanie architektury wykorzystującej aluminium po obu stronach ogniwa. W przypadku akumulatorów litowych podobne rozwiązanie nie jest możliwe ze względu na właściwości chemiczne litu. Sód pozwala producentom zastąpić część droższych elementów tańszym aluminium, co dodatkowo poprawia ekonomię całej konstrukcji. Eksperci podkreślają, że właśnie takie decyzje projektowe mogą w przyszłości przesądzić o sukcesie technologii sodowej na rynku masowym.

Testy w ekstremalnych temperaturach

Badania objęły pracę ogniw w szerokim zakresie temperatur, od minus 20 do 45 stopni Celsjusza. Sprawdzano również ich zachowanie przy różnych poziomach obciążenia. Rezultaty pokazały, że nowe ogniwa radzą sobie bardzo dobrze pod względem mocy i stabilności działania. Szczególnie pozytywnie oceniono ich zachowanie podczas intensywnej eksploatacji, co jest kluczowe zarówno dla samochodów elektrycznych, jak i dużych magazynów energii.

To właśnie sektor energetyczny może stać się jednym z największych beneficjentów rozwoju baterii sodowych. W przypadku magazynów energii liczy się przede wszystkim cena, trwałość i bezpieczeństwo, a nie maksymalny zasięg pojazdu.

Jest jeden problem. Zima nadal pozostaje wyzwaniem

Mimo obiecujących rezultatów technologia sodowo-jonowa nadal nie jest pozbawiona wad. Największym problemem pozostaje ładowanie w niskich temperaturach. Badania wykazały, że podczas pracy poniżej zera ogniwa nadal napotykają istotne ograniczenia. W praktyce oznacza to konieczność stosowania bardziej zaawansowanych systemów zarządzania temperaturą.

Drugim wyzwaniem pozostaje gęstość energii. Najlepsze akumulatory litowo-jonowe nadal magazynują więcej energii przy tej samej masie. To właśnie dzięki temu Tesla może oferować modele zapewniające bardzo duży zasięg na jednym ładowaniu. Z tego powodu baterie sodowe nie stanowią jeszcze bezpośredniego zagrożenia dla najbardziej zaawansowanych samochodów elektrycznych dalekiego zasięgu.

Chińczycy widzą ogromną szansę

Eksperci wskazują jednak, że rynek elektromobilności nie kończy się na luksusowych autach oferujących setki kilometrów zasięgu. Ogromna część przyszłej sprzedaży może dotyczyć tańszych pojazdów miejskich, samochodów użytkowych oraz magazynów energii współpracujących z odnawialnymi źródłami energii. W takich zastosowaniach przewaga kosztowa może okazać się ważniejsza niż maksymalna pojemność akumulatora.

Jeżeli producenci dopracują zachowanie ogniw podczas ładowania w niskich temperaturach i dalej będą rozwijać materiały anodowe oraz elektrolity, akumulatory sodowo-jonowe mogą stać się jednym z najważniejszych kierunków rozwoju branży energetycznej w najbliższych latach.