Китайская CATL представила первые натрий-ионные аккумуляторы для электромобилей

Китайский производитель аккумуляторов Contemporary Amperex Technology Co., Limited (CATL) провёл онлайн-ивент Tech Zone, где представил коммерческие образцы натрий-ионных батарей первого поколения. Их можно выпускать параллельно с литий-ионными, без переоборудования конвейеров, и использовать в том числе в электромобилях. Пока такие аккумуляторы не могут похвастаться выдающимися характеристиками, но CATL удалось решить главную проблему: синтезировать материалы для катода и анода с необходимыми кинетическими свойствами.

Натрий-ионный аккумулятор работает по аналогии с литий-ионным: когда устройство заряжается и разряжается, ионы перемещаются между катодом и анодом. Но их размеры больше, чем у ионов лития, плюс ионы натрия склонны к образованию нежелательных примесей, которые сокращают срок службы батареи, а следовательно, требовательны к структурной устойчивости и кинетическим свойствам материалов для катода и анода. В CATL утверждают, что им удалось найти решения этих проблем.

Так, в роли катода использовали материал под названием Prussian white (ферроцианид железа, или выцветшая и окислившаяся берлинская лазурь) с переработанной объёмной структурой, что решило проблему потери ёмкости. А для анода - пористый материал на основе твёрдого углерода, обеспечивший быстрое перемещение ионов натрия и высокий ресурс. При этом плотность хранения энергии у натрий-ионной батареи невелика: всего 160 ватт на килограмм (у литий-ионных - 285 Вт/кг).

В сравнении с литий-железо-фосфатными аккумуляторами натрий-ионные лучше работают при низких температурах и быстрее заряжаются. По остальным показателям — безопасность, ресурс и эффективность внедрения — у них паритет.

Но у новых аккумуляторов всё же есть ряд преимуществ. Например, восполнить заряд до 80 процентов при комнатной температуре можно всего за 15 минут, а при -20° батарея сохраняет больше 90 процентов ёмкости. В CATL видят несколько сценариев использования натрий-ионных источников тока: во-первых, электромобили, особенно если они эксплуатируются в регионах с холодным климатом; во-вторых, буферные накопители энергии, скажем, для солнечных батарей.

И чтобы подкрепить свои слова в перспективности разработки, компания уже приступила к промышленному внедрению натрий-ионных аккумуляторов: базовую производственную цепочку планируют полностью сформировать к 2023 году. Параллельно в CATL Research Institute продолжится работа над совершенствованием натриевых батарей: экземпляры следующего поколения будут иметь плотность хранения энергии 200 ватт на килограмм и выше.