До конца текущего года китайская компания Contemporary Amperex Technology (CATL) планирует приступить к серийному выпуску натрий-ионных аккумуляторов для оснащения ими легковых и грузовых автомобилей, систем накопления электроэнергии (предназначенных для сглаживания нагрузки на электрические сети и их подстраховки на случай блэкаутов). Вместе с тем от их литий-ионных собратьев CATL отказываться не собирается и хочет продолжать их совершенствовать.
Хотя разработка натрий-ионных батарей началась в мире еще в 1970-х годах, литий-ионные аккумуляторы показались инженерам перспективными из-за большей плотности энергии. Массовое внедрение последних в производство привело к настоящей революции, проявившейся в резком подъеме мировых цен на литий в 2019-2022 годах.
Зато у литий-ионных аккумуляторов в процессе эксплуатации выявился целый ряд недостатков, которые не удалось до сих пор преодолеть: они плохо функционируют при отрицательных температурах (из-за загустения электролита, приводящего к падению мощности и емкости при одновременном увеличении внутреннего сопротивления и периода зарядки) и недешево стоят.
В отличие от них натрий-ионные аккумуляторы могут работать при температуре -40 градусов Цельсия (на сохранение подвижности ионов натрия она почти не влияет), у них малая вероятность термического разгона, по плотности энергии они в несколько раз превосходят свинцово-кислотные батареи. Литий-ионным батареям они пока проигрывают по плотности энергии (из-за более крупных и «медленных» ионов) и по скорости зарядки.
Именно CATL решил попробовать создавать натрий-ионные аккумуляторы, пригодные для использования на транспорте. Его решение оказалось стратегически правильным: в 2021 году он продемонстрировал пилотные разработки, четыре года спустя официально запустив бренд Naxtra и теперь он пойдет в «широкие народные массы».
CATL уже предпринял шаги для быстрого роста продаж – он договорился с Changan Automobile Group о поставок натрий-ионных батарей для его лифтбека Changan Nevo A06. Его реализация стартует совсем скоро, и он будет первым серийным автомобилем с натрий-ионными аккумуляторами. Также CATL подписал соглашение с HyperStrong с целью последующего ими оснащения систем накопления электроэнергии.
Помимо CATL, в гонке за лидерство на формирующемся рынке натрий-ионных батарей участвуют BYD, Jaguar Land Rover, Volkswagen, JAC Motors и GAC Group, правда, двигающиеся с гораздо более медленными темпами.
Одновременно разработка и коммерциализация натрий-ионных батарей повлекла за собой спрос на надежные материалы для изготовления их катодов. И вот тут появляются интересные перспективы для никеля, ранее в качестве такового даже не рассматривавшегося: он может помочь улучшить электрохимические параметры натрий-ионных аккумуляторов.
Судя по научным публикациям, выявляются два перспективных направления – выпуск катодов из гексацианоферрата натрия (близкого к известному пигменту под названием берлинская лазурь) и высоконикелевых слоистых оксидов. В обоих случаях исходным веществом для них будет чистый никель.
Его применение в натрий-ионных батареях может привести к расширению его потребления. Приняв вес аккумулятора для электромобиля за 300 кг и содержание в нем никеля за 20 кг, получим порядка 50-70 тыс. тонн металла в горизонте ближайших нескольких лет, обеспечив сокращение его профицита. И можно с полным основанием полагать, что ведущие производители никеля без лишнего шума ведут научные исследования по использованию никеля в натрий-ионных аккумуляторах, закладывая фундамент для активного роста его сбыта.