Northvolt, 160Wh/kg doğrulanmış sodyum-iyon batarya geliştirdi
(northvolt.com)- Küresel enerji depolama sistemleri talebindeki artışı hedefleyen Northvolt, bir sodyum-iyon hücre geliştirdi ve İsveç Västerås'taki Northvolt Labs'ta 160Wh/kg üzeri enerji yoğunluğunu doğruladı
- Hücre, hard carbon anot ve Prussian White tabanlı katot kullanıyor; lithium, nickel, cobalt ve graphite içermiyor
- Northvolt, bu kimyanın mevcut NMC ve LFP'ye göre daha güvenli, daha maliyet verimli ve daha sürdürülebilir olduğunu düşünüyor
- Altris ile birlikte geliştirilen teknoloji, yüksek sıcaklık güvenliği ve düşük maliyetiyle India, Middle East, Africa gibi bölgelerdeki enerji depolama pazarları için uygun
- İlk nesil enerji depolamaya odaklanırken, sonraki nesiller daha yüksek enerji yoğunluğuyla maliyet verimli elektrikli mobilite alanına da genişleyebilir
160Wh/kg sodyum-iyon hücrenin yapısı
- Northvolt, maliyet verimli ve sürdürülebilir enerji depolama sistemlerini yaygınlaştırmak için hücre portföyüne sodyum-iyon bataryayı ekledi
- Söz konusu hücre, İsveç Västerås'taki Northvolt Labs'ta 160Wh/kg üzeri enerji yoğunluğuyla doğrulandı
- Northvolt, doğrulanan hücrenin mevcut nickel, manganese, cobalt tabanlı NMC ve iron phosphate tabanlı LFP kimyalarına kıyasla daha güvenli, daha maliyet verimli ve daha sürdürülebilir olduğunu belirtti
- Hücre yapısı şu şekilde:
- Anot: hard carbon
- Katot: Prussian White tabanlı cathode
- Hariç tutulan malzemeler: lithium, nickel, cobalt, graphite
- Kullanılan mineraller iron ve sodium gibi küresel pazarda bol bulunan malzemelerden oluşuyor; Northvolt, Prussian White tabanlı bataryayı sanayileştirip ticari pazara sunan ilk şirket olmayı hedefliyor
Önce enerji depolama, sonra daha geniş kullanım
- Bu sodyum-iyon teknolojisi, araştırma ortağı Altris ile birlikte geliştirildi ve Northvolt'un yeni nesil enerji depolama çözümlerinin temeli olarak kullanılacak
- Düşük maliyet ve yüksek sıcaklık güvenliği sayesinde India, Middle East, Africa gibi geleceğin pazarlarındaki enerji depolama çözümleri için özellikle uygun
- Yerel olarak tedarik edilen malzemelerle üretilebildiği için mevcut batarya değer zincirinden bağımsız bölgesel batarya üretim kapasitesi oluşturulmasına imkan tanıyor
- Northvolt'un birinci nesil sodyum-iyon hücresi öncelikle enerji depolama için tasarlandı
- Sonraki nesiller daha yüksek enerji yoğunluğu sunarak maliyet verimli elektrikli mobilite çözümlerine genişleyebilir
- Bu teknoloji, Northvolt'un mevcut ürün ailesini tamamlıyor
- Otomotiv müşterileri için premium lithium-ion batarya hücreleri
- Northvolt bünyesindeki Cuberg'in geliştirdiği havacılık ve yüksek performanslı araçlara yönelik lithium-metal batarya teknolojisiyle birlikte konumlanıyor
1 yorum
Hacker News yorumları
Bu yaz bir Fransız şirketi, büyük bir yapı markette sodyum iyon bataryalı elektrikli el aletleri satmaya başladı
Fransız ulusal araştırma kurumunun duyurusu: https://www.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/batteries-sodium-ion-une-pre...
Elektrikli el aleti: https://www.leroymerlin.fr/produits/outillage/outillage-elec...
Ne yazık ki Wh/kg verimliliği konusunda, aynı şirketin 2017'de 90Wh/kg hücreler üretebildiğini söyleyen bir makaleden fazlasını bulamadım; yine de bu bir vaat değil, fiilen satışta olan bir ürün
Şirketin güçlü yanının yüksek enerji yoğunluğu değil, 10 dakikadan kısa sürede tam şarj gibi hızlı şarj olduğu açıklanıyordu
https://www.ecinews.fr/fr/tiamat-energy-lance-la-production-...
Sodyumun lityuma göre 10 kat daha hızlı şarj olduğu, daha düşük çalışma sıcaklığı sayesinde daha güvenli olduğu ve şarj döngüsü sayısının lityuma göre en fazla 5 kat daha fazla olduğu söyleniyor
Ayrıca sodyumun Dünya'da daha yaygın bulunduğu ve daha kolay erişilebilir olduğu, işleme sürecinin çevresel etkisinin de daha düşük olduğu belirtiliyor
Dolayısıyla tamamen aynı teknoloji değil
Vanadyumun fiyatı nikele benzer ve rezervleri daha fazladır; ancak mevcut yıllık üretim çok daha düşük olduğundan uzun vadeli kaynak görünümü belirsiz
CATL de sodyum ferrosiyanür, yani “Prussian white” iddiasında bulundu; ancak nedense otomotiv kullanımı için lityum karıştırıyor
Kötümser bir bakışla bu, sodyumun olumsuz döngü özelliklerini stabilize etmeye yönelik lityum olabilir; iyimser bakışla ise şu anda ölçek ekonomileri nedeniyle lityumun daha ucuz olmasından kaynaklanıyor olabilir
https://web.archive.org/web/20231121142135/https://www.cnrs....
https://web.archive.org/web/20231121142300/https://www.leroy...
Bunu beklediğim için aptal olan galiba bendim
https://www.epectec.com/batteries/cell-comparison.html adresine göre 160Wh/kg, Li-po veya lityum iyonla benzer bir yoğunluk
Bu pil kimyasının yaygın malzemelerle üretilebilmesi ve lityuma göre daha kararlı ve güvenli olması çekici
Basın bülteninde bahsedilmediği için litre başına enerji yoğunluğunda rekabetçi olmayacağını düşünüyorum
Wikipedia’da da bir karşılaştırma tablosu var ama ne kadar doğru ve güncel olduğunu bilmiyorum: https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-ion_battery#Comparison
Buna karşılık lityum yaklaşık %0,002
Bugün ticari üretimdeki hücreler baz alındığında Li-po 200Wh/kg üstüne, lityum iyon ise 250Wh/kg üstüne çıkabiliyor
Uzman değilim; yanılıyorsam düzeltilmesini isterim
Görünüşe göre enerji yoğunluğundan feragat etmiyor; bu gerçekten büyük bir şey
Çin grafit pazarına hâkim ve artık ihracat kontrolleri de uyguluyor
Yanlış hatırlamıyorsam mevcut lityum ve sodyum bataryaların çoğu bir şekilde grafit anot kullanıyor; Northvolt’un hard carbon kullanımı maliyet ve tedarik zinciri riskini azaltma açısından muazzam bir avantaj olabilir
Yeni Prussian White katot hakkında bilgim yok, bu yüzden Northvolt’un anodu ve katodu hakkında uzman analizlerini bekliyorum
Northvolt’un duyurusu, şu anda gerçekten satılabilir olan şey konusunda biraz temkinli, ancak üretime geçiyor gibi görünmesi iyi bir işaret
PowerWall türü tüm ev enerji depolama sistemleri traction kazanıyor ve şebeke ölçeğindeki bataryalar neyin “yeterince iyi” olduğuna dair düşünceyi değiştirdi
1–3 acre’lik bir alana yayabiliyorsanız maksimum yoğunluk önemli olmadığından, önce bu tür kullanımları hedefleyeceklerini düşünüyorum
Elektrikli araç şarj cihazları için büyük saha içi batarya depolama talebi de yeni şarj cihazı kurulumlarının kısıtlayıcı etkenlerinden biri gibi görünüyor; anlık aşırı talep, Kaliforniya’daki bazı dinlenme tesislerinde olduğu gibi saha içi dizel jeneratörlerle veya batarya bankalarıyla karşılanabilir
Bence ikincisi enerji verimliliği ve bakım açısından daha iyi
“Shin, bu üst üste 7. hafta yeni bir batarya icadı duyurusu” şakası aklıma geliyor
Yine de ciddi olarak, batarya konusunda birbirine benzeyen bu kadar çok başlığın neden çıktığını bilmiyorum
Sadece icadın hemen sonrasını değil, bu teknolojilerin daha sonra gerçekte nasıl ilerlediğini sürekli izleyen yazılara ihtiyaç var
Çin tarafında da haber var: https://carnewschina.com/2023/11/20/sodium-ion-batteries-are...
Northvolt duyurusundan bağımsız olarak enerji yoğunluğu iyi olmadığı için büyük bir heyecan yaratmıyor, ancak maliyeti çok daha düşük görünüyor
Seri üretimi gerçekçi değildir, kullanıcı için çok pahalıdır, şarj döngüsü sayısı çok azdır, yeterli akım veremez, düşük/yüksek sıcaklıkta ısıl kararlılığı yetersizdir, taşınabilir olacak kadar yüksek enerji yoğunluğuna sahip değildir, ömrü kısadır, şarj hızı yavaştır, malzemeleri fazla toksiktir, yangın/patlama riski yüksektir, ilerleme payı çok küçüktür, 20 yıl önce zaten denenmiş ama işe yaramamıştır ya da piyasaya çıkana kadar lityum iyon da aynı ölçüde gelişmiş olabilir
Sodyum bataryaların avantajının ne olduğunu merak ediyorum
Bataryalar elektrotlar arasında iyon hareketini içerir; sodyum iyonları çok daha büyük olduğundan şarj sırasında elektrotların hacim deformasyonu daha fazla olur ve bunun sonucunda lityum muadillerine göre hem yoğunluğun daha düşük hem de şarj döngüsü sayısının daha az olacağını düşünüyorum
Hem şebeke hem de mobil kullanımlar için optimal görünmüyor; benim görebildiğim kullanım alanı sadece çok ucuz tek kullanımlık şeyler, bu da çevre açısından iyi bir işaret değil
Dezavantajları enerji yoğunluğunun biraz düşük ve verimliliğinin de biraz daha düşük olması
CATL bir süredir sodyum iyon batarya üretiyor ve şimdiye kadar çoğunlukla düşük maliyetli Çin elektrikli araçlarında kullanılmış gibi görünüyor
Avrupa veya Kuzey Amerika pazarlarına henüz fazla girmedi; bunun nedenlerinden biri Çin dışında sodyum iyon batarya fabrikalarının hâlâ az olması olabilir
Northvolt bunu değiştirmeye çalışıyor gibi görünüyor
LFP gibi diğer batarya kimyalarıyla rekabet edecek ve ağırlıklı olarak düşük maliyetli otomobillerde ve şebeke depolamada kullanılacak gibi
Çünkü daha ucuz ve daha güvenli, ayrıca ağırlık önemli değil
Ancak otomobiller için şimdilik pek uygun olmayabilir; çünkü daha ağır
Bazı özelliklerden vazgeçilse bile daha ucuz ve üretimi daha kolay seçenekler eksik
HN’de şu anda lityum iyon batarya şarjını kapasitenin %20–80’iyle sınırlama hakkında ayrı bir konu var
Sodyum iyon kimyasına dayalı bataryalarda da böyle bir sınırlama veya öneri olup olmadığını merak ediyorum
Kurşun-asit ve AGM bataryalarda kapasitenin %50 altına inilmesi önerilmez
Sonunda Avrupa’dan çıkan bir batarya inovasyonu görmek sevindirici
Avrupa’nın bundan sonra da batarya enerjisi ve otomotiv alanlarında rol oynamaya devam edebileceğine dair umut doğuyor
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham ve Akira Yoshino, “lityum iyon bataryaların geliştirilmesi” nedeniyle ödülü aldı
[0]: https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/summary/
BYD Dolphin, Kia eNiro ve VW ID.3 arasında fiyat dışında pratikte büyük bir fark yok
Bir zamanlar içten yanmalı motor farklılaştırıcı unsurdu, ama artık ortadan kalktı
Bu geliştirmenin temelinde olduğu anlaşılan özgün araştırma makalesi 2015’te yayımlanmış; sci-hub’a başlığını yapıştırarak görülebiliyor: “Rhombohedral Prussian White as Cathode for Rechargeable Sodium-Ion Batteries”
ARPA-E destekli bir proje olması ve araştırmanın bir kısmının Lawrence Berkeley National Labs’ta yapılmış olması dikkat çekici
Mevcut batarya üretim teknolojileriyle uyumlu bir yapı arandığı için temel araştırmadan çok uygulamalı araştırmaya yakın
Makale, yüksek Na konsantrasyonunun mevcut sodyum eksikliği sorununu çözdüğünü; sert karbon anotla doğrudan birleştirilerek tam hücre yapılabildiğini ve bunun mevcut lityum iyon batarya altyapısıyla uyumlu, ölçeklenebilir sodyum iyon batarya üretimi için önemli olduğunu açıklıyor
Araştırma sonuçlarının duyurulmasından ticari geliştirmeye ve teslim edilebilir ürüne kadar yaklaşık 8 yıl geçmiş oluyor; bunun risk sermayesinin makul bir geri dönüş süresi olarak görüp görmeyeceğinden emin değilim
Çin bu yıldan itibaren çok sayıda sodyum iyon bataryayı üretime sokmayı planlıyor
Benim için bataryanın ağırlığı ve yoğunluğundan çok şarj döngüsü ve maliyet önemli
Ancak o zaman daha fazla karbon salan elektrik üretimini fiyat açısından geriletebilir
https://carnewschina.com/2023/11/20/sodium-ion-batteries-are...
İddia edilen avantajlar istemeden komik bir dille yazılmış: daha iyi güvenlik, LiFePo ile aynı döngü sayısı, düşük sıcaklıkta çok daha iyi kapasite, çevre koruma gibi şeyler
Çok ciddi bir süzgeçten geçirmek gerekiyor gibi
Fiyatı da LiFePo’dan kabaca %50 daha pahalı
Birçok ürün görselinde kış mevsiminde dış mekân manzaraları var; çok düşük sıcaklıklardaki performans temel satış noktası gibi görünüyor
Sodyum iyonun fiyatı LFP’nin altına düşene kadar o pazarda büyük etki yaratması zor
İyi bir gelişme olsa da, sodyum metal yakıt hücresiyle ulaşılması mümkün neredeyse 3,5 kWh’nin oldukça gerisinde
Böyle bir cihaz süresi dolmuş US3730776A patentinde açıklanıyor; bir kopyası burada: https://orgpad.com/file/DrCoHGH6xJJqraDeusqrtS?token=D6S5Bow...
Akım üreten benzer bir cihaz garajda bile yapılabilir
Depolamak için ekonomik bir yöntem olmadığı için dünya genelinde çok miktarda güneş ve rüzgâr elektriği boşa gidiyor
Son kontrol ettiğimde LiFePO4 bataryalar kWh başına 100 doların üzerindeydi; pratik bir Powerwall küçük bir araba fiyatında ve büyük bir yangın riski de taşıyor
Arabalar, dronlar ve telefonların dışında büyük ölçekte konuşlandırılabilecek ucuz, toksik olmayan ve yanıcı olmayan bataryalara acil ihtiyaç var
Duyurulan batarya bu koşullara uyabilecek gibi görünüyor
https://cuberg.net/
Sodyum iyon, ağırlık ve boyutun daha az önemli olduğu sabit uygulamalar, yani şebeke ölçeğinde enerji depolama sistemleri için düşük maliyeti hedefleyen bir teknoloji
Sıfatlar fazla fazla kullanılmış
Daha maliyet verimli, şu daha iyi bu daha iyi deniyor ama ne kadar daha iyi olduğu ve neyle karşılaştırıldığı hiç yok
Şimdi “beklenenden daha erken bir sonraki elektrikli aracınıza girebilir” türünde yazılar ve YouTube videoları hazırlanıyordur muhtemelen
CATL de 2 yıl önce 160Wh/kg iddia etmişti, ancak gerçekten üreteceği ürünün muhtemelen 120Wh/kg’a yakın olma ihtimali yüksek
Şarj döngüleri hakkında bilgi yok; “yüksek sıcaklıkta güvenlik” de gerçek çalışma sıcaklığı aralığı spesifikasyonundan daha az ilgi çekici