30 년을 참았고, 나트륨 이온 배터리는 마침내 스페어 타이어를 바로잡으려 했다.

작가/염평초

편집/장남

디자인/돌

"바닷물에는 염화나트륨이 많이 함유되어 있다. 내가 바닷물에서 제기한 것은 나트륨으로 발전에 쓸 수 있다.

"나트륨은 가능할까요?

"네, 선생님. 나트륨 배터리는 에너지가 많고, 전기 동력은 아연 배터리보다 몇 배나 강하다. "

베르나르나의 소설' 해저 2 만 리' 에서 니모 선장과 아로나 콕스 교수의 대화다. 1870 에서 태어난 이 소설은 나트륨 배터리에 대한 인간의 상상을 담고 있다.

실제로 나트륨 이온 배터리의 출현은 이미 100 년 가까이 지연되었다.

1976 년 Whittingham 은 이황화 티타늄 (TiS2) 이 리튬 이온 (Li+) 을 내장하고 박리하여 Li||TiS2 배터리를 만들 수 있다는 사실을 발견했습니다. TiS2 에서 나트륨 이온의 가역적 탈착 기계도 발견됐다.

1980 년 아만드는' 흔들의자 배터리' 라는 개념을 제시했다. 리튬 이온은 흔들의자와 같다. 흔들의자의 양쪽 끝은 배터리의 양극이고, 리튬이온은 흔들의자의 양쪽 끝에서 앞뒤로 움직인다. 나트륨 이온 배터리의 원리는 리튬 이온 배터리와 마찬가지로 흔들의자 배터리라고도 합니다.

원리는 같지만 거의 동시에 나트륨 이온 배터리와 리튬 이온 배터리 두 형제의 운명은 완전히 다르다.

1980 년대에 Delmas 와 Goodenough 는 층상 산화물 재료인 NaMeO2 가 나트륨 이온 배터리의 양극재로 사용될 수 있다는 것을 발견했다. (Goodenough 와 Whittingham 은 모두 20 19 년 노벨 화학상을 수상했다) 1988 년, Fouletier 는 연탄소와 흑연의 나트륨 저장 특성을 연구하여 나트륨 이온 배터리 탄소 음극 재료 연구를 시작했다.

1990 년 일본 소니는 흑연 음극을 기반으로 한 리튬 이온 배터리의 상업화에 돌파구를 마련하고 이듬해 5 월 시장에 진출했다. 이때부터 리튬 이온 배터리는 자신의 시대를 맞았고 나트륨 이온 배터리는 오랜 침묵에 빠졌다.

2000 년까지 Stevens 와 Dahn 은 경질 탄소 재료가 나트륨 이온 임베딩 성능이 뛰어나다는 것을 발견하고 나트륨 이온 배터리 음극 재료 연구에 큰 전환점이 생겼다.

20 15 년 프랑스 RS2E 가 주도하는 세계 최초의 18650 원통형 나트륨 이온 배터리 탄생, 에너지 밀도 90Wh/kg, 주기 수명 2000 회 이상.

이후 프랑스 디아마트, 영국 파라디온, 미국 나트론 에너지, 중국 중코하이나 등은 나트륨 이온 배터리 분야에서 각각 연구 성과를 거뒀다.

202 1 년 6 월 중코하이나가 내놓은 세계 최초의 1MWh 나트륨 이온 배터리 에너지 저장 시스템이 산서태원에서 본격적으로 가동됐다.

사진 출처: 중국 코헤나

같은 해 7 월, 세계 최고의 동력전지인 현대암페어 기술유한공사가 나트륨 이온 배터리를 공식 발표하고 산업 배치가 시작되었으며 2023 년까지 산업 체인이 기본적으로 형성될 것이라고 밝혔다.

당시 신에너지 자동차는 탄산리튬 가격이 비싸서 나트륨 이온 전지가 업계에 근접한 대안을 보이고 있었다.

상업화는 리튬 이온 배터리보다 거의 30 년 늦었지만 나트륨 이온 배터리는 이미 자신의 시대에 이르렀다. 늦었지만 아직 너무 늦은 편은 아니다.

다양한 응용 프로그램 장면 덮어쓰기

자원 매장량으로 볼 때 지구상의 나트륨은 리튬보다 훨씬 많다. 나트륨 자원은 매우 풍부하고 지각풍도는 2.75% 로 6 위를 차지했다. 리튬의 지각 풍도는 0.0065% 로 27 위에 그쳤다.

그리고 나트륨은 전 세계에 분포되어 있고 리튬 자원의 75% 는 미국에 집중되어 있다. 이에 비해 나트륨 공급망도 더 안전하다.

자원이 풍부하기 때문에 나트륨 가격도 저렴하고 2 원/근입니다. 리튬의 가격은 150 위안/킬로그램입니다. 나트륨 이온 배터리의 재료 비용은 리튬 이온 배터리보다 30 ~ 40% 낮습니다.

사진 출처: 중국 코헤나 공식 홈페이지

음극 재료의 경우 나트륨 이온 배터리는 주로 층상 산화물, 폴리 음이온 화합물, 프러시아 화합물의 세 가지 노선이 있다. 음극 재료의 경우 주로 경질 탄소, 연탄소 등 탄소 기반 재료이다.

202 1 년 7 월 29 일 현대암페어기술유한공사가 나트륨 이온 배터리를 발표했다. 음극 소재는 고크 용량을 가진 프러시아 흰색 소재이고 음극 소재는 독특한 구멍 구조를 가진 경질 탄소 소재입니다. 재료 체계의 돌파구를 바탕으로 현대암페어 기술유한공사의 1 세대 나트륨 이온 배터리 에너지 밀도가 160Wh/kg 에 달했다.

5438 년 6 월 +2022 년 2 월, 억위 리튬은 대형 원통형 나트륨 이온 배터리 제품을 출시할 수 있다. 양극은 층상 산화물로 만들어졌고 음극은 경질 탄소로 만들어졌다. 에너지 밀도는 135Wh/kg 이고 주기 수는 2500 회에 이른다.

하이브 에너지는 2023 년 1 분기에 2 세대 나트륨 이온 배터리 제품의 설계와 정형을 완료하고 에너지 밀도는 1.35 Wh/kg 로 4 분기에 1.60 Wh/kg 나트륨 이온 배터리 개발을 완료할 계획입니다.

에너지 밀도가 납산 배터리와 리튬 이온 배터리 사이에 있기 때문에 나트륨 이온 배터리는 주로 2 륜 전동차, 3 륜 전동차, 저속 전동차, 에너지 저장, 신에너지 자동차 등에 적용된다.

중코헤나 나트륨 이온 배터리의 상업화 시도가 앞장서고 있다. 20 18 최초의 나트륨 이온 배터리 저속 전동차가 등장했고, 20 19 최초의 나트륨 이온 배터리 에너지 저장 발전소가 등장했고, 202 1 mwh 글로벌 나트륨 이온 배터리 저장 시스템이 성공적으로 가동됐다.

202 1 년, 나트륨 혁신 에너지는 세계 최초의 나트륨 이온 배터리-메탄올 재조정 수소 일체화 에너지 시스템을 처음으로 발표하고, 엠마 기술과 공동으로 세계 최초의 나트륨 이온 배터리 구동 2 륜 전동차를 발표했다.

EVTank 와 아이비경제연구소가 발표한' 중국 나트륨 이온 배터리 산업 발전 백서 (2023)' 는 2025 년 전 나트륨 이온 배터리의 주요 출하 분야가 2 륜차로 대표되는 저전력 전력에 집중될 예정이며, 2025 년 이후 에너지 저장 분야에 적용이 점차 보완되고 에너지 저장용 나트륨 이온 배터리가 2026 년 최대 적용 장면이 될 것으로 전망했다.

국가에너지국이 2022 년 6 월 발표한' 전력생산사고 예방의 25 가지 중점 요구 사항 (2022 년판)' 에 따르면 전기화학에너지발전소 화재사고 예방에서' 중대형 전기화학에너지발전소는 삼원 리튬 배터리와 나트륨황 배터리를 사용해서는 안 되며 계단식 동력전지를 사용해서는 안 된다' 고 명시했다.

이 포지셔닝은 매우 명확하고 객관적으로 나트륨 이온 배터리를 에너지 저장 분야에 적용하는 데 유리하다.

승용차 방면에서 나트륨 이온 배터리는 400km 이하의 항속 능력이 낮은 차량만 만족시킬 수 있다. 하지만 당대 Amperex Technology, Limited 가 공식 발표한 AB 배터리 방안은 리튬, 나트륨의 장점을 보완해 500km 의 차량 수요를 충족시킬 수 있으며, "약 65% 의 순수 전기 승용차 시장을 포괄할 것으로 예상된다" 고 밝혔다.

양산의 결정적인 시기에 들어서다

2022 년, 중코하이나는 산서태원과 안후이푸양에 각각 나트륨 이온 배터리 1000 톤 양극 음극 재료와 1 GWh 배터리 생산 라인을 건설하여 산업화의 길을 먼저 열었다.

흥미롭게도 화웨이는 2022 년 3 월 산하 플랫폼인 허블을 통해 약 4 1.3 만원을 출자해 중코하이나의 지분 1.3% 를 인수하여 제 3 대 주주가 됐다.

2023 년, 점점 더 많은 나트륨 이온 배터리 업체들이 자신의 산업화 진전을 발표했다.

출처: 4 차원 신 에너지 원

2 월 23 일 사호 신에너지와 중코하이나가 공동으로 만든 업계 최초의 나트륨 이온 배터리 원형이 공개돼 사호 EX 10 화선자로 로드 테스트를 했다. 이 나트륨 배터리 버전은 배터리 용량 252km, 배터리 용량 25kWh, 셀 에너지 밀도 140Wh/kg, 시스템 에너지 밀도 120Wh/kg, 빠른 충전 시간 (SOC/kll

이서준 중코하이나 사장은 언론과의 인터뷰에서 "나트륨전지 산업화 규모가 커지면서 인산 철리튬 배터리에 비해 20 ~ 30% 의 배터리 비용 우위가 있을 것으로 업계는 일반적으로 보고 있다" 고 밝혔다. 물론 이 수치도 탄산 리튬의 가격과 관련이 있다. 차량 전체에 반영되면 10% 정도의 비용 이점이 있을 수 있습니다. "

3 월 1 일, 복능과학기술공고에 따르면 강서강릉그룹 신에너지자동차유한공사가 EV3 나트륨전지를 지정한다는 편지를 받으면 나트륨이온 배터리 팩 총합이 공급돼 2023 년 2 분기에 양산될 것으로 예상된다.

3 월 9 일 열린 연례 전화 회의에서 현대암페어 테크놀로지 주식유한공사는 회사 나트륨 이온 배터리가 2023 년 산업화될 것으로 예상되며, 규모는 고객의 프로젝트 진행에 따라 달라질 것으로 예상된다고 밝혔다. 리튬 이온 배터리에 비해 이 회사의 나트륨 이온 배터리는 "현재 상당한 비용 우위를 가지고 있어 공급망이 성숙할 때 더욱 우위를 점할 것" 이라고 말했다.

3 월 10 일, 도화도는 투자자 상호 작용 플랫폼에서 회사의 기존 나트륨 이온 배터리 제품이 여러 공장에서 차량 테스트를 진행하고 있다고 밝혔다. 2023 년 말까지, 도화도 하남기지 나트륨 이온 배터리는 연간 생산량 1GWh 에 이를 것으로 예상된다. 도불화도는 자신이 나트륨 이온 배터리를 생산하는 것 외에도 육플루오르인산 나트륨의 천톤 생산능력이 있어 대량으로 대외적으로 공급된다. (윌리엄 셰익스피어, 나트륨, 나트륨, 나트륨, 나트륨, 나트륨, 나트륨, 나트륨, 나트륨)

제조 방면에서 나트륨 이온 배터리와 리튬 이온 배터리의 생산 공정은 기본적으로 유사하며, 기존의 리튬 이온 배터리 생산 라인을 디버깅하여 나트륨 이온 배터리의 생산성 배치를 신속하게 완성할 수 있다.

모크는' 자동차 상업평론' 에 대해 나트륨 이온 배터리 산업화에 큰 기술적 문제가 없고 양산에는 해결해야 할 구체적인 문제가 있을 것이라고 밝혔다. 또한 전기 자전거, 신에너지 승용차와 같은 다운스트림 앱에 의한 나트륨 이온 배터리의 검증 과정을 보면 검증 과정에서 몇 가지 구체적인 문제가 발견될 수 있다.

리튬 가격 하락은 나트륨 이온 전지에 어떤 영향을 미칩니까?

나트륨 이온 배터리는 이미 많은 정부 문서에 기록되어 있으며, 새로운 배터리 노선으로 대대적으로 발전하도록 장려되고 있다.

5438 년 6 월 +2023 년 10 월, 공신부 등 6 개 부처는' 에너지 전자산업 발전 촉진에 관한 지침' 을 발표하고 나트륨 이온 배터리 등 신형 배터리 개발을 가속화할 것을 분명히 제시했다. "배터리 저비용, 높은 안전성에 중점을 두고, 경질 탄소 음극 재료 등 양극 및 음극 재료, 전해질 등 주요 재료 및 관련 보조 재료의 연구를 강화하고, 효율적인 모듈식 시스템 통합 기술을 개발하여 나트륨 이온 배터리의 기술 돌파와 규모 응용을 가속화한다."

2022 년 7 월 우리나라 최초의 나트륨 이온 업계 표준인' 나트륨 이온 배터리 용어 및 어휘' 와' 나트륨 이온 배터리 기호 및 용어' 가 공식 발표됐다. 제도 단위에는 중코하이나, 당대 암페어 기술유한공사, 비아디가 포함됐다. 이 움직임은 나트륨 이온 산업의 표준화를 더욱 촉진 할 것입니다.

EVTank 는 2030 년 나트륨 이온 배터리의 실제 출하량이 347GWh 에 이를 것으로 판단했고, 가장 큰 응용 분야는 에너지 저장이 될 것으로 판단했다.

EVTank 는 현재 나트륨 이온 배터리의 대규모 응용에 영향을 미치는 가장 민감한 요인은 나트륨 이온 배터리와 리튬 이온 배터리, 납산 배터리의 비용 비교에 있다고 지적했다. 추산에 따르면 나트륨 이온 배터리의 비용은 약 0.84 원 /Wh 로 인산철 리튬 배터리와 납산 배터리보다 높으며, 비용 우세는 아직 충분히 반영되지 않았다.

국내 상업기관에 따르면 탄산리튬의 가격은 계속 하락하고 있다. 3 월 15 일 배터리급 탄산리튬 기준가는 톤당 35 만 9000 원으로 이달 초 40 만 8000 원/톤 하락165438+60 만 9000 원/톤, 심지어 작년의 가격 최고치보다 낮았다

사진 출처: 비즈니스

탄산 리튬 가격이 계속 하락하면 나트륨 이온 배터리의 비용 우위가 그에 따라 낮아져 나트륨 이온 배터리의 산업화에 영향을 미칠까요?

EVTank 는 탄산 리튬 가격의 변동이 나중에 나트륨 이온 배터리의 대규모 응용에 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나가 될 것이라고 직언했다.

모크는 "탄산 리튬의 가격이 계속 하락하면서 리튬 이온 배터리의 비용이 계속 하락하고 나트륨 이온 배터리의 비용은 리튬 이온 배터리보다 작게 확대되어야 한다" 고 말했다. 이러한 요소들의 상호 작용은 확실히 나트륨 이온 배터리의 응용과 보급에 불리하다. "

지난 2 월, 도플루토도는 투자자들의 질문에 처음으로 상업적으로 생산된 나트륨 이온 배터리의 예상 비용이 리튬 배터리보다 낮을 것으로 예상하며 "탄산리튬 가격이 654.38+ 만원/톤으로 떨어지더라도 나트륨전기는 여전히 경쟁력이 있다" 고 밝혔다.

자동차 상업평론' 에 따르면 나트륨 이온 배터리의 비용 우위는 둘째, 가장 큰 가치는 리튬 자원 공급 긴장과 리튬 가격 급등 문제를 해결할 수 있다는 점이다. 그래서 그 존재 자체가 견제와 균형의 수단이다. 이런 존재가치는 리튬 가격의 일시적인 하락으로 사라지지 않는다.

나트륨 이온 배터리의 시대는 이제 막 시작되었다.

이 문장 은 처음에' 자동차 상업 평론' 에 의해 발표되었다

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