이미 중국에서 사용되는 상업용 나트륨 이온 배터리가 Tesla와 같은 영역으로 이동하여 리튬 이온의 비용 이점에 새로운 압력을 가하고 있습니다.
Hina의 셀을 테스트한 연구원들은 대규모 샘플 전반에 걸쳐 일관된 출력, 높은 전력 성능 및 Tesla 배터리의 주요 선택을 반영하는 디자인을 발견했습니다. 저비용 나트륨 배터리는 특히 영하의 조건에서 충전하는 것과 관련해 아직 해결해야 할 과제가 있지만 최대 주행 거리가 필요하지 않은 EV, 그리드 스토리지 및 상업용 차량을 위한 더 저렴한 경로를 가리킵니다.
자동차 제조업체의 경우 공급망 각도는 성능 결과만큼 중요할 수 있습니다. 나트륨은 리튬보다 널리 이용 가능하고 공급 비용이 저렴하므로 배터리 제조업체가 리튬 이온 생산을 방해하는 가격 변동 및 공급 제약을 피하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Tesla 성과에 얼마나 가까운가요?
Hina 세포는 연구자들이 하나의 인상적인 샘플을 테스트하고 거기서 멈추지 않았기 때문에 눈에 띄었습니다. 그들은 임피던스 분광법을 사용하여 120개의 셀을 측정한 결과 배치 전반에 걸쳐 강력한 균일성을 발견했습니다.
이러한 일관성은 실제 생산에 유용한 신호입니다. 강력한 최고 성능을 지닌 셀은 공장에서 반복적으로 구축할 수 없는 경우 가치가 낮습니다. 특히 대형 팩이 예측 가능한 동작에 의존하는 차량이나 그리드 시스템에서는 더욱 그렇습니다.
또한 팀은 섭씨 영하 20도에서 섭씨 45도까지 다양한 전류와 온도에서 셀을 테스트한 다음 X선과 분해를 사용하여 내부 구조를 연구했습니다. 그 결과 이 카테고리의 초기 제품에 비해 유난히 심각한 전력 동작을 보이는 상업용 나트륨 전지가 탄생했습니다.
나트륨이 비용 계산을 바꾸는 이유
분해는 셀 내부의 또 다른 비용 레버를 가리킵니다. 음극 혼합물에는 나트륨, 구리, 니켈, 철, 망간이 포함되어 있으며 구리는 니켈 및 코발트와 같은 값비싼 금속에 대한 의존도를 줄일 수 있는 방식으로 사용됩니다.
셀은 또한 테이블의 이중 알루미늄 아키텍처를 사용합니다. 나트륨은 리튬과 같은 방식으로 알루미늄과 반응하지 않으므로 제조업체는 양극 집전체로 구리를 사용하는 대신 전지 양면에 알루미늄 호일을 사용할 수 있습니다.
이러한 구조적 선택은 더 저렴한 알루미늄을 중심으로 집전체 설정을 단순화함으로써 재료 비용보다 더 낮출 수 있습니다. 나트륨 이온 전지가 고가의 금속에 지나치게 의존하지 않고 계속 개선된다면 비용에 민감한 시장에서 리튬 이온 배터리에 심각한 압력 포인트가 될 수 있습니다.
앞으로 개선해야 할 점
가장 큰 약점은 여전히 혹한기 충전이다. 연구원들은 저온 충전이 여전히 문제라는 것을 발견했습니다. 이는 이러한 셀이 섭씨 0도 이하에서 빈번한 충전을 처리하기 전에 세심한 열 관리가 필요하다는 것을 의미합니다.
에너지 밀도는 또 다른 문제입니다. 오늘날의 나트륨 이온 전지는 일반적으로 장거리 EV에 가장 적합한 리튬 이온 배터리와 일치하지 않으므로 Tesla의 핵심 이점은 최대 주행 범위를 중심으로 제작된 차량에서 그대로 유지됩니다.
하지만 오프닝은 진짜다. Hina와 다른 배터리 제조업체가 냉간 충전을 개선하고, 경질 탄소 양극을 개선하고, 전해질 화학을 발전시킨다면 나트륨 이온 배터리는 리튬의 장점이 프리미엄 가치가 없을 수 있는 그리드 저장, 단거리 EV 및 상용차에서 큰 역할을 할 수 있습니다.
이 주제에 대해 더 알고 싶다면 아래를 참고하세요