Le batterie al litio si trovano ovunque nel nostro lavoro e nella nostra vita. Dai dispositivi elettronici come telefoni cellulari e computer portatili ai veicoli a nuova energia, le batterie agli ioni di litio sono utilizzate in molti scenari. Grazie alle loro dimensioni ridotte, alle prestazioni più stabili e alla migliore ciclabilità, aiutano l'uomo a sfruttare meglio l'energia pulita.

Negli ultimi anni, la Cina si è classificata tra le migliori al mondo nella ricerca e nello sviluppo di tecnologie chiave, nella preparazione dei materiali, nella produzione e nell'applicazione delle batterie agli ioni di sodio.

Grande vantaggio di riserva

Attualmente, lo sviluppo dell'accumulo di energia elettrochimica rappresentato dalle batterie agli ioni di litio sta accelerando. Le batterie agli ioni di litio hanno un'elevata energia specifica, una potenza specifica, un'efficienza di carica e scarica e una tensione di uscita, una lunga durata e un'autoscarica ridotta, che le rendono una tecnologia ideale per l'accumulo di energia. Con la riduzione dei costi di produzione, le batterie agli ioni di litio vengono installate su larga scala nel campo dell'accumulo di energia elettrochimica, con un forte impulso alla crescita.

Secondo i dati del Ministero dell'Industria e della Tecnologia dell'Informazione, nel 2022 la nuova capacità installata cinese di accumulo di energia aumenterà di 200% su base annua e più di 20 progetti da 100 megawatt saranno collegati alla rete. Tra questi, le batterie al litio per l'accumulo di energia rappresentano 97% della nuova capacità totale installata.

"La tecnologia di stoccaggio dell'energia è un anello fondamentale per la pratica e l'attuazione della nuova rivoluzione energetica. Nel contesto della strategia dell'obiettivo dual-carbon, il nuovo stoccaggio di energia in Cina si sta sviluppando rapidamente". Sun Jinhua, accademico dell'Accademia Europea delle Scienze e professore presso l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, ha affermato con forza che il nuovo accumulo di energia Attualmente, c'è una situazione in cui "un litio domina".

Tra le numerose tecnologie di accumulo di energia elettrochimica, le batterie agli ioni di litio hanno assunto una posizione dominante nei dispositivi elettronici portatili e nei veicoli a nuova energia, formando una catena industriale relativamente completa. Allo stesso tempo, però, le carenze delle batterie agli ioni di litio hanno attirato l'attenzione.

La scarsità di risorse è una di queste. Secondo gli esperti, da un punto di vista globale, la distribuzione delle risorse di litio è estremamente disomogenea: circa 70% sono distribuite in Sud America e le risorse di litio della Cina rappresentano solo 6% delle risorse mondiali di litio.

Come sviluppare una tecnologia di batterie per l'accumulo di energia a basso costo che non dipenda da risorse scarse? Il ritmo di aggiornamento delle nuove tecnologie di stoccaggio dell'energia, rappresentate dalle batterie agli ioni di sodio, sta accelerando.

Simili alle batterie agli ioni di litio, le batterie agli ioni di sodio sono batterie secondarie che si affidano agli ioni di sodio per spostarsi tra gli elettrodi positivi e negativi per completare la carica e la scarica. Li Jianlin, segretario generale del Comitato per gli standard di accumulo di energia della China Electrotechnical Society, ha dichiarato che, da una prospettiva globale, le riserve di sodio superano di gran lunga quelle di litio e sono ampiamente distribuite. Il costo delle batterie agli ioni di sodio è da 30% a 40% inferiore a quello delle batterie al litio. Allo stesso tempo, le batterie agli ioni di sodio hanno una migliore sicurezza, prestazioni a bassa temperatura e un'elevata durata dei cicli, che le rendono un'importante via tecnica per risolvere il problema del "solo litio".

Buone prospettive per il settore

La Cina attribuisce grande importanza alla ricerca, allo sviluppo e all'applicazione delle batterie agli ioni di sodio. Nel 2022, la Cina includerà le batterie agli ioni di sodio nel "14° Piano quinquennale per l'innovazione scientifica e tecnologica nel campo dell'energia" per sostenere la ricerca sulle tecnologie all'avanguardia e sulle tecnologie e attrezzature di base per le batterie agli ioni di sodio. Nel gennaio 2023, sei dipartimenti, tra cui il Ministero dell'Industria e della Tecnologia dell'Informazione, hanno emesso congiuntamente i "Pareri guida sulla promozione dello sviluppo dell'industria elettronica dell'energia", rafforzando chiaramente la ricerca tecnologica sull'industrializzazione delle nuove batterie per l'accumulo di energia e la ricerca di progressi nei sistemi di batterie a lunghissima durata e ad alta sicurezza, nelle batterie su larga scala, di grande capacità e ad alta efficienza, nell'accumulo di energia e in altre tecnologie chiave, nonché accelerando lo sviluppo di nuove batterie come le batterie agli ioni di sodio.

Yu Qingjiao, segretario generale della Zhongguancun New Battery Technology Innovation Alliance, ha dichiarato che il 2023 è definito il "primo anno di produzione di massa" delle batterie al sodio nel settore e che il mercato cinese delle batterie al sodio è in piena espansione. In futuro, le batterie al sodio diventeranno un potente complemento alla tecnologia delle batterie al litio in diversi segmenti come i veicoli elettrici a due e tre ruote, l'accumulo di energia per uso domestico, l'accumulo di energia industriale e commerciale e i veicoli a nuova energia.

A gennaio di quest'anno, il marchio cinese di veicoli a nuova energia JAC Yttrium ha consegnato il primo veicolo a batteria al sodio del mondo. Nel 2023 saranno lanciate le batterie agli ioni di sodio di prima generazione di CATL. La batteria può essere caricata per 15 minuti a temperatura ambiente e la potenza può raggiungere più di 80%. Non solo il costo è inferiore, ma anche la catena industriale sarà controllabile in modo indipendente.

Alla fine dello scorso anno, l'Amministrazione nazionale dell'energia ha annunciato nuovi progetti pilota dimostrativi di stoccaggio dell'energia. Tra i 56 progetti selezionati, ci sono due progetti di batterie agli ioni di sodio. Secondo Wu Hui, presidente del China Battery Industry Research Institute, il processo di industrializzazione delle batterie agli ioni di sodio si sta sviluppando rapidamente. Si stima che entro il 2030 la domanda globale di accumulo di energia raggiungerà circa 1,5 terawattora (Twh) e si prevede che le batterie agli ioni di sodio guadagneranno un ampio spazio di mercato. "Dall'accumulo di energia a livello di rete all'accumulo di energia industriale e commerciale, fino all'accumulo di energia domestica e portatile, in futuro l'elettricità di sodio sarà ampiamente utilizzata in tutti i prodotti di accumulo di energia", ha dichiarato Wu Hui.

La strada per l'applicazione è lunga

Attualmente, le batterie agli ioni di sodio stanno attirando l'attenzione di diversi Paesi. Il "Nihon Keizai Shimbun" ha riferito che a dicembre 2022, il numero di brevetti ottenuti dalla Cina nel campo delle batterie agli ioni di sodio rappresenta oltre il 50% del numero totale di brevetti validi nel mondo, mentre Giappone, Stati Uniti, Corea del Sud e Francia si collocano rispettivamente dal secondo al quinto posto. Bit. Sun Jinhua ha dichiarato che, oltre alla netta accelerazione della Cina nei progressi tecnologici e nell'applicazione su larga scala delle batterie agli ioni di sodio, anche molti Paesi europei, americani e asiatici hanno incluso le batterie agli ioni di sodio nei loro sistemi di sviluppo delle batterie di accumulo energetico.

Di Kansheng, vice direttore generale della Zhejiang Huzhou Guosheng New Energy Technology Co. Ltd., ha dichiarato che le batterie agli ioni di sodio possono imparare dalla storia dello sviluppo delle batterie al litio, passare dalla produzione all'industrializzazione, ridurre i costi, migliorare le prestazioni e promuovere gli scenari di applicazione in vari settori. Allo stesso tempo, la sicurezza dovrebbe avere la massima priorità e le caratteristiche di prestazione delle batterie agli ioni di sodio dovrebbero essere utilizzate.

Sebbene le prospettive siano promettenti, gli esperti affermano che le batterie agli ioni di sodio hanno ancora molta strada da fare prima di poter essere applicate su larga scala.

Yu Qingjiao ha affermato che l'attuale sviluppo industriale delle batterie al sodio deve affrontare sfide come la bassa densità energetica, la tecnologia che deve essere matura, le catene di fornitura che devono essere migliorate e i livelli teorici di basso costo che non sono ancora stati raggiunti. L'intero settore deve concentrarsi sull'innovazione collaborativa per superare le difficoltà e promuovere l'industria delle batterie al sodio verso un'izzazione ecologica e uno sviluppo di livello superiore.