¿Pueden las baterías de iones de sodio resolver la ansiedad por los costos de las baterías de litio?

El aumento del precio del litio es una gran preocupación para las marcas de baterías. El precio del carbonato de litio supera los 70.000 dólares la tonelada el 8 de septiembre. Sin embargo, el precio sigue subiendo. El precio más alto del mercado supera ahora los 72.000 dólares la tonelada. Esto es más que el precio promedio de carbonato de litio para baterías de $ 71,000 por tonelada. Desde principios de este año, el precio del carbonato de litio ahora es un 80% más alto.

La brecha entre la oferta y la demanda no está ayudando a la situación. Hay una gran demanda de coches eléctricos. Esto también significa una gran demanda de litio porque es el principal material para las baterías de los automóviles eléctricos. En la subasta de concentrado de litio realizada por la minera de litio australiana Pilbara el 20 de septiembre, el precio de subasta fue de $ 6,988 por tonelada. Esto es más alto que el precio del carbonato de litio. En la última ronda (2 de agosto), el precio de la subasta subió un 10%.

El aumento del precio del carbonato de litio ejercerá presión sobre los costos de las marcas de baterías y los fabricantes de automóviles. Es probable que el aumento de los precios del litio afecte el funcionamiento de las empresas de baterías eléctricas. Esto aumentará aún más el costo de fabricación de las baterías de energía. A su vez, también ejercerá presión sobre las ganancias de los fabricantes de baterías. Si los OEM transfieren el costo al mercado, a mucha gente no le gustará comprar.

Por estas razones, la industria ahora está buscando alternativas al litio. El ion de sodio encabeza la lista, ya que parece tener una “ventaja de costo teórica”. Por esta razón, el sodio parece ser una buena alternativa para muchas marcas.

¿Por qué batería de sodio?

1. Carácter similar

Esta no es la primera vez que la industria considera al sodio como una alternativa. Tanto el litio (Li) como Sodio (Na) tener un carácter similar. Na y Li son elementos del grupo de metales alcalinos. Por lo tanto, la investigación sobre baterías de iones de Na y baterías de iones de litio comenzó al mismo tiempo. Los iones de sodio y los iones de litio tienen pequeñas diferencias de carácter. Por esta razón, los materiales de los electrodos positivo y negativo son diferentes. Elementos como el cobre y el hierro no se pueden utilizar en los materiales del electrodo positivo de una batería de iones de litio. Sin embargo, funcionan bien con una batería de iones de sodio.

2. No hay necesidad de nuevas líneas de producción.

La producción de una batería de iones de sodio puede utilizar directamente las líneas de producción de baterías de iones de litio existentes. Por lo tanto, si hay un cambio, no habrá necesidad de reconstruir nuevas líneas de producción. Hasta cierto punto, la batería de iones de sodio ya está cerca de la producción en masa. Esta es una de las principales razones por las que el sodio se considera una alternativa

3. Costo

Otra razón por la que se considera el sodio es el costo. Teóricamente, una batería de iones de sodio tiene importantes ventajas económicas en términos de materiales. Por ejemplo, el precio de la ceniza de soda es mucho más bajo que el del carbonato de litio. Además, el material del cátodo de una batería de iones de sodio suele utilizar materiales metálicos sueltos, como el cobre y el hierro. Por lo tanto, el costo de los materiales del cátodo es menor que el de una batería de litio. Según Ping An Securities, el material del cátodo de la batería de sodio es un 60 % más económico que el material del cátodo de la batería de litio. En general, una batería de sodio será entre un 30 % y un 40 % más económica que una batería de litio.

4. Materias primas

En términos de recursos, la cantidad de recursos de sodio en la tierra es más de 400 veces mayor que la del litio. Además, la distribución de los recursos de sodio en todo el mundo es relativamente uniforme. Sin embargo, más del 80% de los recursos de litio del mundo se encuentran en las Américas y Australia. Por lo tanto, el precio de los recursos de sodio es mucho más bajo que el de los recursos de litio. Además, el uso generalizado de los recursos de sodio facilita su mercado.

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5. Seguridad de la batería

La seguridad de la batería y la densidad de energía son los aspectos centrales del rendimiento de la batería. Una batería de iones de sodio no es diferente. La densidad de energía de una batería de iones de sodio es de 100 – 160 Wh/kg. La batería de iones de litio es mejor que la de sodio en términos de densidad de energía. Actualmente, la densidad energética de una batería de litio es de 120 – 200 Wh/kg. Sin embargo, puede llegar a 200 – 350 Wh/kg.

La resistencia interna de una batería de iones de sodio es mayor que la de una batería de litio. Tiene una generación de calor menos brusca en caso de cortocircuitos. También tiene un aumento de temperatura más bajo y una temperatura de fuga térmica más alta que una batería de litio. Por lo tanto, la seguridad del sodio es mayor.

6. Rango de temperatura de funcionamiento

Además, una batería de litio precipita litio cuando se carga en temperaturas frías. Sin embargo, el sodio no lo hará. Por lo tanto, una batería de iones de sodio tiene un rango de temperatura de funcionamiento más amplio. La batería de iones de sodio puede funcionar normalmente en el rango de temperatura de -40 °C a 80 °C. Además, la tasa de retención de capacidad es cercana al 90% en un entorno de -20 °C. Además, el rendimiento a altas y bajas temperaturas es mejor que el de la batería de iones de litio.

7. Recargar

El tiempo de carga del 80 % de la batería de iones de sodio es de aproximadamente 15 minutos. Esto es mucho más rápido que el tiempo promedio de carga de una batería de litio. Se tarda de 30 a 45 minutos en cargar una batería de litio.

8. Reciclar

La batería de sodio es más fácil de reciclar que una batería de litio. La batería de sodio puede perder completamente la carga hasta 0 voltios. Por lo tanto, es mejor que una batería de litio. Una batería de litio contiene alrededor del 30 por ciento de su carga. Esto los hace muy peligrosos para reciclar. Por lo tanto, una batería de sodio es más segura de reciclar. Además, carecen de materias primas como el cobalto. Esto hace que una batería de sodio sea dañina para el medio ambiente.

Desventajas de la batería de sodio: el soporte no debe reemplazar el de litio

La baja densidad de energía es el principal problema de una batería de iones de sodio. El problema de la densidad de energía dificulta el intercambio de baterías de iones de sodio y baterías de iones de litio en sentido estricto. Sin embargo, la tecnología de baterías de iones de sodio puede ser un buen apoyo para la tecnología de baterías de litio. El sodio funcionará bien en campos que requieren baja densidad de energía. Tales como estaciones base de comunicación, vehículos eléctricos de baja velocidad, almacenamiento de energía eléctrica, farolas solares, etc.

Conclusión

Todos los elogios para la batería de sodio, por ahora, se basan en su ventaja de costo teórica. El costo real de fabricar una batería de sodio es mucho más económico que el de una batería de litio. Sin embargo, se necesitan más pruebas de batería de sodio. Todavía hay cierta distancia de la divulgación de aplicaciones reales. Además, el alto precio del carbonato de litio está provocando que el mercado se vuelva hacia el sodio como opción. Si el precio del litio cae en el futuro, la promoción del sodio puede disminuir.

Por muy interesante que parezca la opción del sodio, aún enfrenta problemas relacionados con su durabilidad y densidad de energía. Dicho esto, aún faltan varios años para que la tecnología esté lista para su uso. En otras palabras, algunos de estos problemas pueden ser menores cuando salgan al mercado. Hasta entonces, será interesante ver cómo se desarrolla esta tecnología. También será interesante ver qué papel juega en la fuerte demanda global.