Che cos'è la batteria agli ioni di sodio?

Le batterie agli ioni di litio e le batterie al piombo non sono certo sconosciute, in quanto hanno accompagnato l'umanità per molto tempo. Tuttavia, con l'evoluzione dei tempi, le batterie agli ioni di litio e al piombo difficilmente riescono a soddisfare le crescenti esigenze delle persone. Lo sviluppo di altri tipi di batterie chimiche è imminente e l'attenzione si sta rivolgendo nuovamente alle batterie agli ioni di sodio. Che cos'è una batteria agli ioni di sodio?

Che cos'è la batteria agli ioni di sodio?

Le batterie agli ioni di sodio sono batterie ricaricabili, abbreviate in SIB o NIB. Le batterie agli ioni di sodio sono state sviluppate già all'inizio degli anni Settanta. Tuttavia, a quel tempo, le loro prospettive commerciali erano oscurate dalle batterie agli ioni di litio, il che ha portato a una stagnazione nello sviluppo delle batterie al sodio. Solo all'inizio del 2010 le batterie al sodio sono tornate alla ribalta.

I componenti di una batteria agli ioni di sodio comprendono anodo, catodo, elettrolita, ecc. Gli anodi comprendono carbonio, grafene, arseniuro di carbonio, metalli, leghe metalliche, ossidi, bisolfuro di molibdeno, ecc. Come fanno questi ingredienti a creare elettricità?

Come funziona una batteria al sodio?

Sappiamo che anche le batterie agli ioni di litio sono ricaricabili e abbiamo già parlato del loro principio di funzionamento. In realtà, il principio di funzionamento delle batterie agli ioni di sodio è simile. Anche la carica e la scarica si completano attraverso il movimento degli ioni di sodio tra gli elettrodi positivi e negativi. Durante il processo di carica, gli ioni di sodio si spostano dal catodo all'anodo. Viceversa, quando la batteria si scarica, gli ioni di sodio si spostano dall'anodo al catodo.

Principio di funzionamento delle batterie agli ioni di sodio

Vantaggi delle batterie agli ioni di sodio

Sarete anche curiosi di sapere quali vantaggi hanno riportato le batterie agli ioni di sodio al centro dell'attenzione della ricerca e dello sviluppo.

Risorse ricche

Rispetto al litio, che costituisce solo 0,0065% della crosta terrestre, le risorse di sodio sono molto più abbondanti, con 2,75%. Inoltre, non sono concentrate in pochi Paesi, ma sono distribuite uniformemente in tutto il mondo.

 Prestazioni di sicurezza

Batterie al litio Le batterie al sodio sono più stabili di quelle al piombo, ma si è sentito parlare di batterie al litio che prendono fuoco ed esplodono. Per questo motivo, i ricercatori hanno sottoposto le batterie al sodio a tutti i test a cui vengono sottoposte le batterie al litio, proprio per valutarne le prestazioni in termini di sicurezza. I risultati sono stati piuttosto incoraggianti: le batterie al sodio si sono dimostrate chimicamente più stabili di quelle al litio e non prendono fuoco né esplodono, anche in condizioni così severe.

Migliori prestazioni a bassa temperatura

Le batterie al sodio hanno un intervallo di temperatura operativa molto ampio, in grado di caricarsi e scaricarsi normalmente da -40°C a 80°C. Questa prestazione risolve perfettamente il problema di alcune batterie ricaricabili che non funzionano correttamente nelle regioni fredde.

Capacità di ricarica rapida

Dai prodotti che sono stati introdotti sul mercato, possiamo notare che le batterie agli ioni di sodio possiedono eccellenti capacità di ricarica rapida. Possono essere caricate fino a 90% in soli 15 minuti. Questa capacità riduce notevolmente i tempi di attesa per gli utenti.

Energia amica dell'ambiente

Le batterie agli ioni di sodio hanno un impatto estremamente ridotto sull'ambiente e rappresentano un nuovo tipo di energia verde ed ecologica.

Costo

Dobbiamo riconoscere che le risorse di sodio sono piuttosto abbondanti. Sebbene il prezzo attuale delle batterie agli ioni di sodio non abbia ancora raggiunto il punto ideale, con il progresso della tecnologia si prevede che offriranno un costo inferiore a quello delle batterie al litio ferro fosfato, sfruttando i loro vantaggi intrinseci.

Svantaggi delle batterie agli ioni di sodio

Densità di energia

L'attuale densità energetica delle batterie agli ioni di sodio non è molto elevata e il volume e il peso sono relativamente grandi. Tuttavia, grazie ai continui miglioramenti apportati dai ricercatori ai materiali degli elettrodi e alla progettazione delle batterie, si prevede che in futuro la loro densità energetica aumenterà in modo significativo.

Ciclo di vita

Attualmente, le batterie agli ioni di sodio hanno generalmente una durata di circa 3.000 cariche. Rispetto alla tecnologia più matura delle batterie al litio, le batterie agli ioni di sodio hanno un notevole margine di miglioramento. ciclo di vitae si prevede che diventeranno rapidamente comparabili in questo senso.

Maturità del mercato

Rispetto alle batterie al litio e al piombo, la tecnologia delle batterie agli ioni di sodio non è ancora così matura. Le catene di produzione e di fornitura delle batterie agli ioni di sodio non sono ancora ben consolidate e la loro applicazione sul mercato è relativamente limitata. Ci vorrà più tempo prima che raggiungano la piena commercializzazione.

Per cosa possono essere utilizzate le batterie agli ioni di sodio?

Le materie prime delle batterie agli ioni di sodio sono abbondanti e poco costose. Tuttavia, a causa della loro minore densità energetica, sono particolarmente adatte per applicazioni in cui peso e volume non sono requisiti critici, come i sistemi di accumulo di energia su larga scala, i veicoli elettrici a bassa velocità, i veicoli industriali, ecc.

Applicazione della batteria agli ioni di sodio

Qual è il futuro delle batterie al sodio?

Le batterie agli ioni di sodio rappresentano una promettente tecnologia di accumulo dell'energia, ma la loro industrializzazione è attualmente a un livello basso e il vantaggio dei bassi costi delle materie prime non è ancora stato pienamente realizzato. 

Grazie all'innovazione e ai miglioramenti dei materiali, è possibile migliorare ulteriormente le prestazioni delle batterie, tra cui la densità energetica, la durata e l'efficienza di carica/scarica. 

Inoltre, il vantaggio dell'abbondanza di risorse, unito ai progressi nei processi produttivi, fa sì che le batterie agli ioni di sodio possano ridurre significativamente i costi di produzione una volta entrate nella produzione su larga scala. 

Nel complesso, si prevede che troveranno rapidamente applicazione in un'ampia gamma di settori, oltre ai veicoli elettrici a bassa velocità e ai sistemi di accumulo dell'energia.

Risorse per le batterie al sodio

Batteria agli ioni di sodio vs. batteria agli ioni di litio

Il confronto tra tipi di batterie simili è inevitabile. Quando si sceglie una batteria, si vuole anche sapere quale tipo offre il miglior rapporto costo-prestazioni per i propri dispositivi. Di seguito, faremo un breve confronto con le batterie agli ioni di litio. Se desiderate avere informazioni più dettagliate, leggete l'articolo "Batteria agli ioni di sodio vs. batteria agli ioni di litio.”

Batteria agli ioni di sodio VS. Batteria agli ioni di litio

Densità di energia

Attualmente, la densità energetica delle batterie agli ioni di sodio è leggermente inferiore a quella delle batterie agli ioni di litio. Tuttavia, grazie ai progressi tecnologici, la densità energetica delle batterie al sodio sta gradualmente aumentando e si prevede che raggiungerà quella delle batterie agli ioni di litio entro i prossimi due anni.

Prezzo

Le materie prime per le batterie agli ioni di sodio sono abbondanti e poco costose e si prevede che in futuro i loro costi complessivi saranno inferiori a quelli delle batterie agli ioni di litio.

Vita utile

La durata del ciclo delle batterie agli ioni di sodio è inferiore a quella delle batterie agli ioni di litio.

Batteria agli ioni di sodio vs. batteria al piombo acido

Se volete approfondire i vantaggi e gli svantaggi di entrambi, leggete l'articolo "Qual è la migliore? | Batteria agli ioni di sodio e batteria al piombo".

Batteria agli ioni di sodio VS batteria al piombo

Densità di energia

La densità energetica delle batterie agli ioni di sodio è superiore a quella delle batterie al piombo.

Prezzo

Le batterie al piombo hanno un costo molto basso. Quando le batterie agli ioni di sodio saranno pienamente commercializzate, si prevede che il loro prezzo sarà inferiore a quello delle batterie al piombo.

Vita utile

Le batterie agli ioni di sodio hanno una durata maggiore rispetto alle batterie al piombo.

Chi produce batterie agli ioni di sodio?

Sebbene le batterie agli ioni di sodio non siano ancora molto diffuse, ci sono già diversi produttori impegnati nella ricerca, nello sviluppo e nella produzione sul mercato. Quali sono le aziende che producono batterie agli ioni di sodio?

Altris AB

BYD

CATL

Faradion Limited

HiNA Battery Technology Company

Tecnologie KPIT

Energia Natron

Northvolt

TIAMAT

Per ulteriori informazioni sui produttori di batterie agli ioni di sodio, fare clic su questo articolo "Le migliori aziende di batterie agli ioni di sodio nel mondo“.

FAQ

Le batterie agli ioni di sodio sostituiranno quelle al litio?

Sebbene le batterie agli ioni di sodio presentino molti vantaggi, non sostituiranno le batterie agli ioni di litio nel breve periodo. Questo perché la loro tecnologia non è ancora sufficientemente matura e il grado di commercializzazione deve essere ulteriormente ampliato. In specifici segmenti di mercato e scenari applicativi, le batterie agli ioni di sodio possono presentare maggiori vantaggi. Tuttavia, nei settori che richiedono un'elevata densità energetica e velocità di ricarica, le batterie agli ioni di sodio necessitano ancora di ulteriori sviluppi.

Perché non usiamo le batterie agli ioni di sodio?

Sebbene le batterie agli ioni di sodio siano popolari in settori sensibili ai costi, la loro densità energetica non è sufficientemente elevata e la quantità di energia che possono immagazzinare è relativamente bassa, rendendole inadatte all'uso in dispositivi elettronici portatili o veicoli elettrici. 

Inoltre, questa tecnologia non è ancora matura e la catena di approvvigionamento e l'infrastruttura di produzione non sono sufficientemente sviluppate e stabili, con costi di produzione non ancora ridotti al livello previsto.

In futuro, con il progredire della tecnologia e l'ulteriore riduzione dei costi, si ritiene che le batterie agli ioni di sodio troveranno la loro nicchia di mercato, entreranno nel mercato delle applicazioni e diventeranno la scelta preferita.

Tesla utilizzerà batterie agli ioni di sodio?

Anche se Tesla non ha annunciato alcuna notizia sui suoi piani per l'utilizzo di batterie agli ioni di sodio. Ma considerando la sua continua esplorazione di varie tecnologie di batterie per migliorare le prestazioni e l'efficienza dei prodotti. Se le batterie agli ioni di sodio possono migliorare le loro prestazioni, tra cui la densità energetica, la durata del ciclo, la velocità di carica e scarica, e ridurre ulteriormente i costi, migliorare la catena di fornitura, ecc. Tesla dovrebbe considerare l'adozione di questa tecnologia.

Conclusione

Quanto sopra riguarda il contenuto delle batterie agli ioni di sodio, dalla definizione, al principio di funzionamento, ai vantaggi e agli svantaggi, alle applicazioni, fino al confronto con altri tipi di batterie simili. Spero che possa aumentare la vostra comprensione delle batterie agli ioni di sodio. Anche le vostre opinioni sono benvenute.