Μια εμπορική μπαταρία ιόντων νατρίου από τον Κινέζο κατασκευαστή Hina συγκρίνεται με τις κυψέλες ιόντων λιθίου της Tesla όσον αφορά την ποιότητα κατασκευής και τον εσωτερικό σχεδιασμό, σύμφωνα με μια ανεξάρτητη ανάλυση που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell Reports Physical Science.
Δείτε επίσης: Ιδιοκτήτης Tesla χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για φόρτιση έκτακτης ανάγκης αφού έμεινε από μπαταρία στην έρημο
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου RWTH Aachen της Γερμανίας μέτρησαν την αντίσταση από κυψέλη σε κυψέλη, η οποία παρουσίασε διακύμανση μόλις 5,3% σε 120 κυψέλες, υποδεικνύοντας μια αυστηρά ελεγχόμενη μαζική παραγωγή που ανταγωνίζεται τις καλύτερες κυψέλες λιθίου στην αγορά.
Η μελέτη, υπό την ηγεσία των Christian Siebert και Moritz Schütte, συνέκρινε μια ευρέως χρησιμοποιούμενη κυψέλη ιόντων νατρίου της Hina με την πιο προηγμένη τεχνολογία ιόντων λιθίου της Tesla. Η ομάδα χρησιμοποίησε φασματοσκοπία εμπέδησης σε 120 κυψέλες για να αξιολογήσει την ομοιομορφία και δοκίμασε την απόδοση σε ρεύματα και θερμοκρασίες που κυμαίνονται από −20°C έως 45°C. Χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ για να απεικονίσουν την εσωτερική δομή πριν αποσυναρμολογήσουν φυσικά τις κυψέλες για να μετρήσουν τις διαστάσεις, τη σύνθεση και τη μικροδομή των ηλεκτροδίων.
Το εντυπωσιακό εύρημα ήταν δομικό. Η κυψέλη της Hina χρησιμοποιεί έναν “σχεδιασμό συλλέκτη ρεύματος διπλού αλουμινίου χωρίς καρτέλες που μειώνει την αντίσταση και εξασφαλίζει ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας“, αντικατοπτρίζοντας τον τρέχοντα σχεδιασμό των μπαταριών της Tesla. Αυτή η αρχιτεκτονική χωρίς καρτέλες είναι το ίδιο χαρακτηριστικό που εισήγαγε η Tesla με την κυψέλη 4680, και οι ερευνητές σημείωσαν ότι αυτή είναι η πρώτη εμπορικά διαθέσιμη μπαταρία ιόντων νατρίου που το χρησιμοποιεί.
Τα ιόντα νατρίου έχουν δομικό πλεονέκτημα κόστους καθώς μπορούν να χρησιμοποιούν συλλέκτες ρεύματος αλουμινίου και στις δύο πλευρές της κυψέλης, ενώ τα ιόντα λιθίου απαιτούν πιο ακριβό χαλκό στην πλευρά της ανόδου.
Οι ερευνητές αναγνώρισαν ότι η κυψέλη εξακολουθεί να υστερεί έναντι της κορυφαίας τεχνολογίας ιόντων λιθίου σε δύο τομείς. Ο πρώτος είναι η ενεργειακή πυκνότητα. Οι σημερινές εμπορικές κυψέλες ιόντων νατρίου γενικά έχουν χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από τις καλύτερες κυψέλες ιόντων λιθίου, καθιστώντας το νάτριο πιο κατάλληλο για στατική αποθήκευση, υπηρεσίες δικτύου και οχήματα μικρότερης εμβέλειας ή εμπορικά οχήματα παρά για επιβατικά EV μεγάλης εμβέλειας.
Δείτε επίσης: Ένα Tesla σε αυτόματο πιλότο έπεσε σε γκαραζόπορτα στην Ουάσινγκτον
Το δεύτερο ζήτημα είναι η φόρτιση σε ψυχρές καιρικές συνθήκες. Ενώ το νάτριο διαχειρίζεται καλά την εκφόρτιση σε χαμηλές θερμοκρασίες, η φόρτιση παραμένει προβληματική. Για εφαρμογές που απαιτούν συχνή φόρτιση σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος, η κατάλληλη θερμική διαχείριση ή στρατηγικές λειτουργίας θα είναι σημαντικές, καθώς η φόρτιση σε χαμηλές θερμοκρασίες είναι μια σαφής αδυναμία.
Η ανάλυση αποκάλυψε επίσης απροσδόκητα υψηλή και άνισα κατανεμημένη παρουσία χαλκού σε μέρη της καθόδου, εγείροντας ερωτήματα σχετικά με το ρόλο του στην απόδοση και τη γήρανση. Ο Schütte εξέφρασε την επιθυμία να δει μελλοντικές κυψέλες νατρίου “χωρίς νικέλιο και χαλκό” ενώ επιτυγχάνουν ανταγωνιστική ενεργειακή πυκνότητα.
Αυτό το εύρημα έρχεται καθώς οι γίγαντες της κινεζικής βιομηχανίας μπαταριών προωθούν την τεχνολογία ιόντων νατρίου από εργαστηριακή περιέργεια σε μαζική παραγωγή. Η CATL λανσάρει τις μπαταρίες ιόντων νατρίου Naxtra σε EV το 2026, στοχεύοντας περίπου 175 Wh/kg και περίπου 600 χλμ (372 μίλια) εμβέλειας καθώς η χημεία ωριμάζει, με δυνατότητες φόρτισης έως και −30°C.
Η τεχνολογία είναι ήδη σε χρήση. Τον Φεβρουάριο, η CATL και η Changan παρουσίασαν το πρώτο μαζικά παραγόμενο EV ιόντων νατρίου στον κόσμο, το Changan Nevo A06. Οι ερευνητές επίσης αντιμετωπίζουν τις αδυναμίες του νατρίου, με μια ομάδα να επιδεικνύει μια κυψέλη ιόντων νατρίου με φόρτιση 11 λεπτών και εμβέλεια 450 χλμ.
Η Hina, μια θυγατρική της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, προμηθεύει κυψέλες τόσο για οχήματα όσο και για αποθήκευση δικτύου και έχει δείξει εμπορικά πακέτα με απόδοση περίπου 165 Wh/kg.
Δείτε επίσης: Η Tesla σχεδιάζει να πουλήσει το αρθρωτό υλικό κέντρου δεδομένων AI ‘Megapod’
Ενώ ο τίτλος υποδηλώνει ότι μια κινεζική μπαταρία ιόντων νατρίου “συγκρίνεται” με την Tesla, είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι το νάτριο εξακολουθεί να υστερεί έναντι του λιθίου στην ενεργειακή πυκνότητα, το βασικό μέτρο για την εμβέλεια των EV.
