Le batterie al sodio a basso costo stanno già raggiungendo i livelli di prestazione di Tesla in Cina.
Una batteria commerciale a ioni di sodio già utilizzata in Cina si sta avvicinando a territori simili a quelli di Tesla, mettendo sotto pressione il vantaggio di costo delle batterie agli ioni di litio.
I ricercatori che hanno testato le celle di Hina hanno trovato un output costante su un ampio campione, un'alta capacità di potenza e un design che richiama scelte chiave nelle batterie Tesla. La batteria a sodio a basso costo ha ancora del lavoro da fare, specialmente per quanto riguarda la ricarica in condizioni di congelamento, ma indica un percorso più economico per i veicoli elettrici, lo stoccaggio in rete e i veicoli commerciali che non necessitano di un'autonomia massima.
Per i produttori di automobili, l'angolo della catena di approvvigionamento potrebbe essere altrettanto prezioso quanto il risultato delle prestazioni. Il sodio è ampiamente disponibile e più economico da reperire rispetto al litio, il che potrebbe aiutare i produttori di batterie ad evitare alcune delle fluttuazioni di prezzo e delle restrizioni di fornitura che hanno afflitto la produzione di batterie agli ioni di litio.
Quanto è vicino alle prestazioni di Tesla
La cella Hina si è distinta perché i ricercatori non hanno testato un campione impressionante e si sono fermati lì. Hanno misurato 120 celle utilizzando la spettroscopia di impedenza e hanno trovato una forte uniformità nel lotto.
SAIC-GM-Wuling
Questa coerenza è il segnale utile per la produzione nel mondo reale. Una cella con forti prestazioni di picco ha meno valore se le fabbriche non possono costruirla in modo ripetibile, specialmente in veicoli o sistemi di rete dove grandi pacchi dipendono da un comportamento prevedibile.
Il team ha anche testato le celle a diverse correnti e temperature da meno 20 gradi Celsius a 45 gradi Celsius, quindi ha utilizzato raggi X e un smontaggio per studiare la struttura interna. Il risultato è stata una cella commerciale a sodio con un comportamento di potenza insolitamente serio per un prodotto iniziale in questa categoria.
Perché il sodio cambia i calcoli dei costi
Lo smontaggio indica un altro leva di costo all'interno della cella. La sua miscela di catodo include sodio, rame, nichel, ferro e manganese, con il rame utilizzato in un modo che potrebbe ridurre la dipendenza da metalli più costosi come nichel e cobalto.
La cella utilizza anche un'architettura a doppio alluminio senza tab. Il sodio non reagisce con l'alluminio allo stesso modo del litio, il che consente ai produttori di utilizzare fogli di alluminio su entrambi i lati della cella invece di fare affidamento sul rame per il collettore di corrente dell'anodo.
Ricarica EV Unsplash
Questa scelta strutturale potrebbe abbassare più dei costi dei materiali semplificando l'impostazione del collettore di corrente attorno a un alluminio più economico. Se le celle a ioni di sodio continuano a migliorare senza fare troppo affidamento su metalli costosi, potrebbero diventare un serio punto di pressione per le batterie agli ioni di litio nei mercati sensibili ai costi.
Cosa deve migliorare dopo
La più grande debolezza è ancora la ricarica in climi freddi. I ricercatori hanno scoperto che la ricarica a basse temperature rimane un problema, il che significa che queste celle avrebbero bisogno di una gestione termica attenta prima di poter gestire ricariche frequenti sotto 0 gradi Celsius.
La densità energetica è l'altro problema. Le celle a ioni di sodio di oggi generalmente non possono eguagliare le migliori batterie agli ioni di litio per veicoli elettrici a lungo raggio, quindi il vantaggio principale di Tesla rimane intatto nei veicoli costruiti attorno a un'autonomia massima.
Ma l'apertura è reale. Se Hina e altri produttori di batterie migliorano la ricarica a freddo, affinano gli anodi in carbonio duro e spingono avanti la chimica degli elettroliti, le batterie a ioni di sodio potrebbero ritagliarsi un grande ruolo nello stoccaggio in rete, nei veicoli elettrici a corto raggio e nei veicoli commerciali, dove i vantaggi del litio potrebbero non valere il premio.
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