Melyik akkumulátor a jövő? - Lítium-ion, LFP vagy Nátrium-ion?

Az akkumulátortechnológia gyorsan fejlődik, és számos új típusú akkumulátor kerül a figyelem középpontjába, beleértve a lítium-ion (Li-ion), lítium-vasfoszfát (LFP) és nátrium-ion (Na-ion) akkumulátorokat. Mindegyik típusnak megvannak a maga előnyei és hátrányai, amelyek különböző alkalmazásokban és piaci szegmensekben lehetnek előnyösek.

Akkumulátorok történeti visszatekintése

Az 1980-as években jelentek meg a kisméretű lítium-ion akkumulátorok, amelyek szorosan kapcsolódnak a hordozható eszközök, például a walkmanek, laptopok és mobiltelefonok terjedéséhez. A lítium-ion akkumulátorok fejlesztésének eredményeként megnőtt az energiasűrűségük, így a 2000-es évekre már járművek hajtására is alkalmassá váltak. Kezdetben 120 Wh/kg energiasűrűségű akkumulátorok voltak elérhetőek, ami később 250+ Wh/kg-ra nőtt, így egységnyi hely és súly mellett nagyobb kapacitású akkumulátorokat lehetett gyártani.

Akkumulátorok típusai: Li-ion, LFP és Na-ion

A lítium-ion (Li-ion) akkumulátorok mellett megjelentek a lítium-vasfoszfát (LFP) akkumulátorok, amelyek olcsóbbak és hosszabb élettartamúak, bár alacsonyabb energiasűrűségűek. Az LFT akkumulátorok előnye, hogy kevésbé gyúlékonyak, és élettartamuk alatt akár 10,000 ciklust is kibírnak komolyabb degradáció nélkül. (A komolyabb degradáció: 80% alá csökken az akkumulátor kapacitása.)

A modern nátrium-ion (Na-ion) akkumulátorok elsősorban energiatárolásra alkalmasak, különösen a megújuló energia túltermelésének gazdaságos tárolására. A nátrium-alapú akkumulátorok nagy előnye, hogy nem gyúlékonyak, és akár 50,000 töltési ciklust is kibírnak, ami tízszerese a lítium-ion akkumulátorok töltési ciklusainak.

Például, ha naponta kétszer töltjük fel az akkumulátort, az 50,000 ciklus 68 év alatt fogyna el. Emellett ezek az akkumulátorok hűtés nélkül is gyorsan feltölthetők és kisüthetők, így ideálisak a gyakori használatra.

A gyártási költségek csökkenése és az új lehetőségek

Az akkumulátorok gyártási költségei az elmúlt években jelentősen csökkentek.

A lítium-ion akkumulátorok, különösen az NMC (nikkel-mangán-kobalt) típusúak, amelyek ára 1000 dollárról 150 dollár alá csökkent kilowattóránként az elmúlt évtizedben, jól mutatják ezt a trendet.

Az LFP akkumulátorok, amelyek nem tartalmaznak drága fémeket, mint a nikkel és a kobalt, így alacsonyabb költségekkel gyárthatók.

Várhatóan a jövőben akár 100 dollár alá is csökkenhet 1 kWh tárolásának a gyártási költsége, ami egy átlagos 60 kWh kapacitású autó akkumulátorát körülbelül 6,000 USD (kb. 2,2 millió Ft) költséggel tenné gyárthatóvá.

Mivel egy autó gyártási költségének 30-40%-át az akkumulátor teszi ki, így a jövőben a 5,5-7 millió Ft körüli járművek értékesítése is profitábilis lehet az autógyártók számára.

A Na-ion akkumulátorok járművekben történő alkalmazása jelentős mértékben csökkentheti az árakat, mivel olcsóbb alapanyagokból készülnek, mint a lítium-ion akkumulátorok.

A CATL nevű cég például a tömeggyártás beindítása után 77 dollár/kWh-s árat céloz meg, amely később akár 40 dollár alá is csökkenhet.

Töltési ciklusok összehasonlítása: Li-ion, LFP és Na-ion akkumulátorok

Az akkumulátorok töltési ciklusai közötti különbségek jelentősek.

A lítium-ion akkumulátorok általában 1500-2000 töltési ciklust bírnak ki, ami napi rendszerességű töltéssel 4,5-5 évig használható komolyabb degradáció nélkül.

Az LFP akkumulátorok akár 3000-5000 ciklust is elérhetnek, ami 8-14 év zavartalan használatot biztosít.

Ezzel szemben a nátrium-ion akkumulátorok akár 50,000 ciklusideje egy autó élettartamát messze túlmutathatja.

Összefoglalva

Az akkumulátortechnológia folyamatos fejlődése új lehetőségeket teremt a különböző piaci szegmensek számára. Az új típusú akkumulátorok, mint az LFP és a Na-ion, költséghatékonyabbak és biztonságosabbak, hosszabb élettartamuknak köszönhetően pedig különösen alkalmasak az energiatárolásra és a járművek számára, ahol a költség, a biztonság és a hosszú élettartam elsődleges szempont. Az akkumulátorgyártás jövője a ritka földfémektől mentes akkumulátor technológia felé mutat.

A nátrium és a lítium elérhetősége között jelentős különbség van

A nátrium a Föld egyik leggyakoribb eleme, amely a földkéregben körülbelül 2,36%-ban található meg. Ezzel szemben a lítium lényegesen ritkább, és leginkább néhány specifikus régióban, például Ausztráliában, Kínában és a dél-amerikai Andokban fordul elő gazdaságosan bányászható mennyiségben.

Emiatt a nátrium-alapú akkumulátorok potenciálisan sokkal olcsóbbak lehetnek, mivel a nátrium könnyen hozzáférhető és bőségesen rendelkezésre áll, ellentétben a lítiummal, amely korlátozottan elérhető és drágább az akkumulátorok gyártásához szükséges mennyiségben.

Záró gondolat

Az akkumulátortechnológia fejlődésével párhuzamosan a helyi politikák is fontos szerepet játszanak a piac alakításában. Például az Egyesült Államokban az inflációcsökkentési törvény keretében bevezetett 45 dollár/kWh termelési adójóváírás közvetlenül támogatja az akkumulátorcellák és akkumulátor csomagok gyártását. Ez a kedvezmény segíthet ellensúlyozni a gyártási költségek egy részét, bár az ilyen intézkedések hosszú távú hatása az árakra és a piacra még nem teljesen egyértelmű.

Azonban ezek a politikai lépések jól mutatják, hogy a jövő akkumulátortechnológiája nemcsak a technológiai innovációktól, hanem a gazdasági és szabályozási környezettől is függ. Ahogy haladunk előre, a piac és a technológia közötti egyensúly megtalálása lesz a kulcs az akkumulátorok elérhetőségének és megfizethetőségének biztosításához.

ONLINE KUTATÁS CÉGVEZETŐKNEK

• A kutatás eredményét díjmentesen megosztjuk a résztvevőkkel!

• Az üzleti vezetők számára a fenntarthatóság fejlesztése kiemelt fontosságú, de kevés tapasztalati tudással rendelkeznek a vezetők és a cég dolgozói ezen a területen, főleg ha a járműflottáról van szó.

Iratkozzon fel a LinkedIn-en keresztül is szakmai hírlevélre!