1. Les ions sodium sont plus performants à basse température. Peut-on vraiment atteindre 160wh/kg aujourd'hui ?
C'est possible en théorie. Mais aucun paramètre n'est donné pour la durée du cycle. La stabilité actuelle du cycle n'est pas bonne. Les véhicules électriques sur le marché ont besoin de 2 000 cycles, mais la recherche actuelle ne permet que 1 000 cycles. 160wh/kg. Elle peut charger rapidement 80% de la batterie en 15 minutes, ce qui ne pose théoriquement aucun problème. La situation à basse température est meilleure parce qu'il n'y a pas de composition et de paramètres du matériau, il faut donc se méfier. Les batteries au sodium sont plus grandes que les batteries au lithium, leur performance dynamique est relativement faible, et le mouvement des ions sodium sera plus lent. Les ions sodium sont également affectés par les basses températures. D'une manière générale, les performances à basse température des ions sodium sont moins bonnes que celles du lithium, mais je ne sais pas si CATL a adopté de nouvelles technologies.

2. Quels sont les principaux facteurs qui influencent la durée de vie ? Quelle est la marge d'amélioration de l'indicateur de durée de vie et quand peut-on estimer qu'il sera capable de répondre à la durée de vie d'une batterie de stockage d'énergie ? Stabilité structurelle des matériaux des électrodes positives et négatives. L'intercalation réversible des ions sodium fait du matériau de la cathode un matériau économique qui peut changer. Certains matériaux sont relativement stables, ce qui leur permet de maintenir la durée du cycle. La circulation des ions sodium n'est pas aussi bonne que d'autres, principalement parce que le volume est trop important, ce qui endommage davantage la structure du matériau. En termes de durée de vie, elle peut atteindre 1 000 fois. Mais ce problème pourra être résolu à l'avenir grâce à la technologie. Le matériau peut devenir plus stable. Dans les 3 à 5 prochaines années, le nombre total de cycles pourra atteindre 3 000 à 4 000 fois sans aucun problème.

3. Si les matériaux des électrodes positives et négatives sont remplacés et que les ions sodium remplacent le lithium, de combien le coût baissera-t-il par rapport à aujourd'hui ?
À l'heure actuelle, les ions sodium n'ont pas encore été produits en masse. Ils restent principalement dans les laboratoires et le coût des matériaux est plus élevé que celui du lithium industriel actuel.
Cependant, après la production de masse, l'ensemble du processus de production est égal à celui des piles au lithium et le coût total peut être réduit d'environ 50%. Cependant, les matériaux des électrodes positives et négatives n'ont pas encore été déterminés, il est donc impossible de faire une estimation. L'électrode négative présente un léger avantage par rapport au lithium. Le plus grand avantage réside toujours dans l'électrode positive, car la performance relative du manganèse est plus stable en termes d'ions métalliques dans l'électrode positive. Un système basé sur l'oxyde de manganèse sodique et l'ajout de certains éléments tels que le nickel ou le fer cobalt n'est pas trop coûteux. Cependant, les piles au lithium sont toutes composées d'une forte teneur en nickel, ce qui nécessite tout autant de cobalt et de nickel, et leur coût est beaucoup plus élevé que celui du manganèse. Cependant, si l'on utilise de l'oxyde de manganèse au lithium, les performances seront médiocres s'il y a trop de manganèse. Mais le manganèse peut être utilisé comme élément stabilisateur en grande quantité dans le sodium, sans utiliser de nickel ni de cobalt. En utilisant le manganèse comme principal élément métallique combiné au carbonate de sodium, après la production de masse, le coût de production sera considérablement réduit par rapport aux piles au lithium actuelles.

4. Si l'on compare les entreprises nationales qui fabriquent actuellement des batteries lithium-ion, y a-t-il des entreprises qui, d'un point de vue technique, sont en tête ?
Parmi les grandes entreprises, celle de CATL dispose d'une équipe chargée de fabriquer des batteries sodium-ion. Son équipe de R&D est relativement importante et son plan d'action est à plus long terme. Elle dispose de batteries sodium-ion existantes et a publié des informations. Par conséquent, leur technologie est relativement avancée et de nombreuses universités mènent actuellement des activités de recherche et de développement. Par exemple, l'Académie chinoise des sciences a incubé Zhongke Haina, qui se spécialise dans les batteries sodium-ion. L'université Jiao Tong de Shanghai a incubé Sodium Innovative Energy à Shaoxing, qui produit principalement des batteries de stockage d'énergie et qui est également une jeune entreprise de batteries sodium-ion. Ces deux entreprises sont spécialisées dans la recherche, le développement et l'industrie des batteries sodium-ion, et non des batteries au lithium. L'activité principale de CATL est autre, à l'exception de la recherche et du développement sur le sodium.
Cependant, les batteries sodium-ion actuelles ne sont pas encore au point. Bien que CATL ait déclaré qu'elles seraient produites en masse l'année prochaine, leurs produits n'en sont encore qu'au stade du laboratoire.

5. Zhongke Haina a mis au point une batterie au sodium d'une densité énergétique d'environ 145wh/kg et d'une durée de vie de plus de 4 500 fois. Qu'en pensez-vous ?
La durée du cycle dépend des conditions. D'une manière générale, 2 000 cycles sont une très bonne chose, mais si la charge et la décharge se situent dans la plage du 80%, la durée de vie peut atteindre 3 000 à 4 000 fois. La durée de vie dépend de la tension de coupure de la charge. Si la tension de coupure augmente de 0,1 volt, la durée de vie diminue considérablement. Le matériau de l'électrode positive de Zhongkehaina est également basé sur des matériaux en couches, sur le système sodium-manganèse-oxygène, qui est dopé avec des éléments tels que le cuivre, le fer et le cobalt. L'électrode négative est également constituée de carbone dur. L'électrolyte doit également être de l'hexafluorophosphate de sodium.

6. Quelles sont les mesures spécifiques prises par le pays en matière de politique industrielle ?
Le niveau national est très favorable, mais il n'y a pas encore de mesures concrètes. Le State Grid et le ministère de la science et de la technologie ont présenté de nombreux projets de batteries au sodium et investi des fonds pour encourager les institutions de recherche scientifique et les entreprises à se porter candidates. Le State Grid a investi dans la recherche et le développement pour des applications où le stockage de l'énergie est difficile, notamment les stations de stockage de l'énergie éolienne et solaire, et la demande d'ions sodium. Il n'y en a pas d'autres pour l'instant, mais les politiques seront mises en place progressivement.

7. Quelle est la différence entre l'équipement de fabrication des piles au sodium et celui des piles au lithium ?
L'équipement de fabrication des matériaux est pratiquement le même. Il suffit de changer les matières premières. Les matériaux ternaires des piles au lithium ou de l'oxyde de cobalt et de lithium sont contrôlés par des méthodes d'ingénierie électrique et de phase solide. Les matières premières entrant dans la chaîne de production des matériaux cathodiques sont principalement le carbonate de lithium, l'oxyde de nickel, le benzène acide ou les sels métalliques plus le carbonate de lithium ou l'hydroxyde de lithium. Les sels métalliques des piles au sodium restent inchangés, c'est-à-dire que le carbonate de lithium ou l'hydroxyde de lithium sont remplacés par du carbonate de sodium et de l'hydroxyde de sodium, mais l'ensemble du processus de synthèse est le même. Les fabricants de cathodes peuvent en principe utiliser l'équipement actuel de production de cathodes pour batteries au lithium, mais certains ajustements doivent être apportés aux paramètres et conditions de production spécifiques. Mais l'équipement est fondamentalement le même. La différence de graphite ne sera pas trop importante non plus. L'électrolyte est fondamentalement similaire, c'est-à-dire que l'hexafluorophosphate de lithium dissous est remplacé par de l'hexafluorophosphate de sodium, mais il n'y a pas de grande différence par rapport à l'ensemble de la ligne de production de batteries au lithium.

8. Si les ions sodium peuvent être utilisés comme batteries à l'état solide, de combien la densité énergétique peut-elle être augmentée ? Le rapport prix/performance sera-t-il plus élevé ?
Les batteries sodium-ion à l'état solide présentent peu d'avantages. D'une part, leur maturité technologique est actuellement relativement faible. Le principal problème est que l'électrolyte solide des batteries au sodium n'a pas un état solide particulièrement bon. De plus, les batteries à l'état solide ne sont pas encore très mûres, ce qui constitue également un obstacle que les batteries à l'état solide doivent franchir. Ou remplacer l'électrolyte par un électrolyte solide. Mais les électrolytes solides n'ont pas été particulièrement bons jusqu'à présent. Actuellement, les matériaux d'électrodes positives et négatives les plus couramment utilisés sont des matériaux en couches ou des matériaux pour disques durs. Cependant, le rapport de volume des ions sodium est important et il n'est pas facile de les faire migrer dans les solides. Sa conductivité ionique est relativement faible dans les électrolytes. Par conséquent, si vous voulez fabriquer une batterie au sodium à l'état solide, vous devez d'abord en trouver une avec une mobilité ionique relativement élevée. Il faudra 5 à 10 ans pour développer un produit plus performant.

9. Si l'on trouve un bon électrolyte pour les piles au sodium, de combien la densité énergétique peut-elle être augmentée ?
S'il ne peut pas atteindre 200wh/kg, l'amélioration des batteries sodium-ion liquides sera très limitée. Si elle est bien réalisée, elle peut atteindre 150-180wh/kg.
L'électrolyte représente plus de 20% du poids de la batterie. Si l'ensemble est rendu solide et bien fait, il peut être rendu très fin et la densité énergétique totale peut être optimisée. Cependant, l'électrolyte solide ne peut pas être rendu très fin car il y a un risque de court-circuit. S'il est épais, la densité énergétique sera réduite. Les batteries au sodium d'aujourd'hui ne sont pas encore très au point, de sorte que les performances des batteries à électrolyte solide sont encore bien inférieures à celles des batteries sodium-ion liquides. La capacité des électrodes positives et négatives peut produire 90%-100% de l'énergie à l'état liquide, mais seulement 60%-70% peut être utilisée à l'état solide. Parce qu'il implique la migration d'ions dans le solide, l'électrolyte peut pénétrer dans les électrodes positives et négatives, et toutes les particules des matériaux des électrodes positives et négatives peuvent entrer en contact avec l'électrolyte. Mais dans un solide, il doit y avoir un canal de transmission des ions. Cependant, dans les électrodes positives et négatives, les particules peuvent ne pas être en mesure de toucher les électrodes positives et négatives de l'électrolyte. Le taux d'utilisation des électrodes positives et négatives sera compromis et l'augmentation de la densité d'énergie sera également réduite. Sera limitée.

10. Existe-t-il des projets de développement de batteries sodium-ion à l'étranger ? Quel est leur état d'avancement ?
Les États-Unis et l'Europe ont désormais des projets de recherche, y compris les États-Unis, qui ont également mis en place des projets de recherche et de développement pour les batteries sodium-ion. Toutefois, les progrès de la recherche et du développement des batteries sodium-ion aux États-Unis sont encore inférieurs à ceux de mon pays et de la Corée du Sud. La Chine et la Corée du Sud devancent désormais les États-Unis et la Corée du Sud. Les Européens.
Plusieurs jeunes entreprises américaines souhaitent également industrialiser les batteries sodium-ion, mais leur taille et leur technologie ne sont pas aussi bonnes que celles des entreprises nationales apparentées. Les entreprises sud-coréennes LG, Samsung et SKI ont également des projets et leurs progrès sont similaires à ceux de la Chine.

11. Lorsque la technologie des ions sodium arrivera à maturité, quelle proportion représentera-t-elle dans la capacité totale des batteries installées ?
Les avantages techniques des ions sodium se reflètent dans les fabricants de masse, mais l'inconvénient est que la densité énergétique est plus faible que celle des batteries lithium-ion. Ses applications sont principalement axées sur le stockage de l'énergie et les outils électriques qui ne nécessitent pas une densité énergétique élevée, tels que les véhicules électriques à faible vitesse et les bus électriques. Par conséquent, si la technologie arrive à maturité dans le domaine du sodium, sa part de marché dans le domaine du stockage de l'énergie pourrait dépasser 50%. Toutefois, en ce qui concerne les batteries de puissance, il est difficile pour les batteries sodium-ion d'occuper une part de marché relativement élevée, jusqu'à 20%.

12. Laquelle des deux peut se développer plus rapidement et avec plus de maturité, les batteries sodium-ion ou les piles à combustible ?
Du point de vue de la maturité technologique, je suis plus optimiste en ce qui concerne les batteries sodium-ion, car le processus est très similaire à celui des batteries lithium-ion, et les batteries lithium-ion sont déjà très matures, de sorte que le processus de promotion de la production de masse des batteries sodium-ion sera très rapide, d'ici 2 à 3 ans. Des chaînes industrielles connexes peuvent être mises en place.
Toutefois, la production et l'application en masse des piles à combustible ne se font qu'à relativement long terme. Les piles à combustible sont l'objectif ultime pour résoudre les problèmes énergétiques. La dernière chose est la réaction de l'hydrogène et de l'oxygène, qui est très propre et a une densité énergétique élevée. Mais le goulet d'étranglement actuel est le stockage et la libération de l'hydrogène, ainsi que le problème des métaux précieux dans les catalyseurs des piles à combustible. Il est difficile de réduire le coût des métaux précieux et de trouver d'autres technologies de catalyse fine. Ces deux goulets d'étranglement techniques sont donc difficiles à surmonter à court terme. Il faudra peut-être 3 à 50 ans pour que les piles à combustible arrivent vraiment à maturité et que le coût de la production d'hydrogène diminue.

13. Si la Chine peut fournir des matières premières d'ions sodium de manière totalement indépendante, n'a-t-elle pas besoin d'importer des matières à grande échelle comme les matières de lithium ?
La Chine dispose de ressources minérales suffisantes pour fournir les matières premières nécessaires à la fabrication des ions sodium.

14. Les piles à combustible sodium-ion et lithium-ion peuvent-elles coexister ?
Les chances sont grandes. Parce que chaque technologie a ses caractéristiques et ses scénarios d'application. Les piles au lithium, les piles à combustible et les piles au sodium ont des technologies et des scénarios ciblés différents, de sorte que la possibilité de coexistence est très élevée. Les batteries au plomb ne se retireront pas du marché. La production de masse et l'application des batteries au plomb augmentent chaque année, mais la croissance n'est pas aussi rapide que celle des batteries au lithium.

15. Où l'acide-plomb est-il utilisé à grande échelle aujourd'hui ?
Les centrales de stockage d'énergie et les batteries start-stop pour les véhicules à carburant, ces deux aspects. Grâce à la maturité de sa technologie, elle fait également du bon travail dans le domaine du recyclage industriel, tel que le recyclage des batteries. Bien que le plomb soit toxique et polluant, si le recyclage est bien fait, la pollution peut être évitée. Cette technologie de recyclage est un avantage que les piles au lithium actuelles ne possèdent pas encore. Toutefois, une fois qu'un grand nombre de piles au lithium de puissance auront été mises au rebut, le recyclage des piles posera également un gros problème.