Las baterías de litio se encuentran en todas partes de nuestro trabajo y nuestra vida. Desde dispositivos electrónicos como teléfonos móviles y ordenadores portátiles hasta vehículos de nueva energía, las baterías de iones de litio se utilizan en muchos escenarios. Gracias a su menor tamaño, su rendimiento más estable y su mayor ciclabilidad, ayudan a los seres humanos a hacer un mejor uso de la energía limpia.

En los últimos años, China se ha situado entre los mejores del mundo en investigación y desarrollo de tecnologías clave, preparación de materiales, producción de baterías y aplicación de baterías de iones de sodio.

Gran ventaja de reserva

En la actualidad, se está acelerando el desarrollo del almacenamiento electroquímico de energía representado por las baterías de iones de litio. Las baterías de iones de litio tienen una energía específica, una potencia específica, una eficiencia de carga y descarga y una tensión de salida elevadas, una larga vida útil y una autodescarga pequeña, lo que las convierte en una tecnología ideal de almacenamiento de energía. Con la reducción de los costes de fabricación, las baterías de iones de litio se están instalando a gran escala en el campo del almacenamiento electroquímico de energía, con un fuerte impulso de crecimiento.

Según datos del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, la nueva capacidad instalada de almacenamiento de energía en China aumentará en 200% interanual en 2022, y más de 20 proyectos de 100 megavatios se conectarán a la red. Entre ellos, el almacenamiento de energía con baterías de litio representa 97% del total de la nueva capacidad instalada.

"La tecnología de almacenamiento de energía es un eslabón clave para practicar y aplicar la nueva revolución energética. En el contexto de la estrategia de doble objetivo de carbono, el almacenamiento de nueva energía de China se está desarrollando rápidamente". Sun Jinhua, académico de la Academia Europea de Ciencias y profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, afirmó con rotundidad que el almacenamiento de nuevas energías En la actualidad, se da una situación de "un litio domina".

Entre las numerosas tecnologías electroquímicas de almacenamiento de energía, las baterías de iones de litio han ocupado una posición dominante en los dispositivos electrónicos portátiles y los vehículos de nueva energía, formando una cadena industrial relativamente completa. Pero al mismo tiempo, las deficiencias de las baterías de iones de litio también han llamado la atención.

La escasez de recursos es uno de ellos. Los expertos señalan que, desde una perspectiva global, la distribución de los recursos de litio es extremadamente desigual, con unas 70% distribuidas en Sudamérica, y los recursos de litio de China sólo representan 6% de los recursos mundiales de litio.

¿Cómo desarrollar una tecnología de baterías de almacenamiento de energía de bajo coste que no dependa de recursos escasos? El ritmo de actualización de las nuevas tecnologías de almacenamiento de energía representadas por las baterías de iones de sodio se está acelerando.

Similares a las baterías de iones de litio, las de iones de sodio son baterías secundarias que dependen de los iones de sodio para moverse entre los electrodos positivo y negativo para completar la carga y la descarga. Li Jianlin, secretario general del Comité de Normas de Almacenamiento de Energía de la Sociedad Electrotécnica China, afirma que, desde una perspectiva global, las reservas de sodio superan con creces las de litio y están ampliamente distribuidas. El coste de las baterías de iones de sodio es de 30% a 40% inferior al de las de litio. Al mismo tiempo, las baterías de iones de sodio son más seguras, rinden mejor a bajas temperaturas y tienen un ciclo de vida más largo, lo que las convierte en una importante vía técnica para resolver el problema de "un solo litio".

Buenas perspectivas del sector

China concede gran importancia a la investigación, el desarrollo y la aplicación de las baterías de iones de sodio. En 2022, China incluirá las baterías de iones de sodio en el "XIV Plan Quinquenal de Innovación Científica y Tecnológica en el Campo de la Energía" para apoyar la investigación de tecnologías punteras y tecnología y equipos básicos para las baterías de iones de sodio. En enero de 2023, seis departamentos, incluido el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, emitieron conjuntamente las "Opiniones orientativas sobre la promoción del desarrollo de la industria de la electrónica energética", reforzando claramente la investigación tecnológica sobre la industrialización de nuevas baterías de almacenamiento de energía, e investigando avances en sistemas de baterías ultralargas y de alta seguridad, baterías de gran escala, gran capacidad y alta eficiencia. almacenamiento de energía y otras tecnologías clave, y acelerar el desarrollo de nuevas baterías como las de ión-sodio.

Yu Qingjiao, secretario general de la Zhongguancun New Battery Technology Innovation Alliance, afirmó que 2023 es el "primer año de producción en masa" de baterías de sodio en la industria, y que el mercado chino de baterías de sodio está en auge. En el futuro, las baterías de sodio se convertirán en un potente complemento de la tecnología de las baterías de litio en múltiples segmentos, como los vehículos eléctricos de dos y tres ruedas, el almacenamiento de energía doméstica, el almacenamiento de energía industrial y comercial y los vehículos de nuevas energías.

En enero de este año, la marca china de vehículos de nueva energía JAC Yttrium entregó el primer vehículo con batería de sodio del mundo. En 2023, se lanzarán las células de batería de iones de sodio de primera generación de CATL. La célula de la batería puede cargarse durante 15 minutos a temperatura ambiente, y la potencia puede alcanzar más de 80%. No sólo el coste es menor, sino que la cadena industrial también se podrá controlar de forma independiente.

A finales del año pasado, la Administración Nacional de Energía anunció nuevos proyectos piloto de demostración de almacenamiento de energía. Entre los 56 proyectos preseleccionados, hay dos de baterías de iones de sodio. Según Wu Hui, presidente del Instituto de Investigación de la Industria de Baterías de China, el proceso de industrialización de las baterías de iones de sodio se está desarrollando rápidamente. Se calcula que para 2030, la demanda mundial de almacenamiento de energía alcanzará unos 1,5 teravatios hora (Twh), y se espera que las baterías de iones de sodio ganen un amplio espacio en el mercado. "Desde el almacenamiento de energía a nivel de red hasta el almacenamiento de energía industrial y comercial, pasando por el almacenamiento de energía doméstico y el almacenamiento de energía portátil, la electricidad de sodio se utilizará ampliamente en todos los productos de almacenamiento de energía en el futuro", afirmó Wu Hui.

El camino hacia la aplicación es largo

Actualmente, las baterías de iones de sodio atraen la atención de varios países. "Nihon Keizai Shimbun" informó en una ocasión de que, en diciembre de 2022, el número de patentes obtenidas por China en el campo de las baterías de iones de sodio representaba más del 50% del total de patentes válidas en el mundo, mientras que Japón, Estados Unidos, Corea del Sur y Francia ocupaban los puestos segundo a quinto, respectivamente. Bit. Sun Jinhua afirmó que, además de la clara aceleración de los avances tecnológicos y la aplicación a gran escala de las baterías de ión-sodio en China, muchos países europeos, americanos y asiáticos también han incluido las baterías de ión-sodio en sus sistemas de desarrollo de acumuladores de energía.

Di Kansheng, director general adjunto de Zhejiang Huzhou Guosheng New Energy Technology Co., Ltd., afirmó que las baterías de iones de sodio pueden aprender de la historia del desarrollo de las baterías de litio, pasar de la producción a la industrialización, reducir costes, mejorar el rendimiento y promover escenarios de aplicación en diversas industrias. Al mismo tiempo, hay que dar la máxima prioridad a la seguridad y aprovechar las características de rendimiento de las baterías de iones de sodio.

Aunque las perspectivas son prometedoras, los expertos afirman que a las baterías de iones de sodio aún les queda mucho camino por recorrer antes de poder aplicarse a gran escala.

Yu Qingjiao afirmó que el actual desarrollo industrial de las pilas de sodio se enfrenta a retos como la baja densidad energética, una tecnología que debe madurar, unas cadenas de suministro que deben mejorarse y unos niveles teóricos de bajo coste que aún no se han alcanzado. Todo el sector debe centrarse en la innovación colaborativa en torno a las dificultades para promover la industria de las pilas de sodio hacia una ización ecológica y un desarrollo de mayor nivel.