باتری های سدیم در مقابل لیتیوم یون: تفاوت بین آنها چیست؟

باتری های سدیم یونی از نظر نحوه عملکرد با باتری های لیتیوم یون تفاوت چندانی ندارند. هر دو با حرکت ذرات باردار بین الکترودهای منفی و مثبت انرژی ذخیره و آزاد می کنند. تفاوت عمدتا در ترکیب و اینکه کدام عناصر یون ها را تأمین می کنند است.

یک باتری لیتیومی یون های لیتیوم را از الکترود منفی به همتای مثبت خود حرکت می دهد، در حالی که باتری سدیم یون های سدیم را حرکت می دهد. بزرگترین تفاوت بین آنها چگالی انرژی است، یا اینکه باتری چقدر انرژی برای وزن و اندازه خود ذخیره می کند. سلول‌های یون سدیم به حدود 175 وات ساعت در کیلوگرم می‌رسند که تقریبا 20 تا 30 درصد کمتر از سلول‌های لیتیوم یونی است. فسفات لیتیوم یون این عدد را به 205 وات ساعت می رساند و لیتیوم NMC (اکسید کبالت نیکل منگنز) آن را کمی بالاتر به 255 می رساند.

از آنجایی که یون‌های سدیم بزرگ‌تر و سنگین‌تر از یون‌های لیتیوم هستند، ذخیره‌سازی و فضا برای باتری‌های یون سدیم بزرگ‌تر یک نقطه ضعف است. علاوه بر این، سلول‌های یون سدیم با ولتاژ کمتری کار می‌کنند. این بدان معنا نیست که یون سدیم بی فایده است، اما محدودیت هایی دارد. برخی از تولیدکنندگان مانند CATL و جنرال موتورز/پیک انرژی در حال حرکت به سمت تولید تجاری در مقیاس بزرگتر هستند، بنابراین ممکن است مراحل اولیه یک فشار بزرگتر به سمت باتری های سدیم را در افق ببینیم.

بزرگترین جذابیت سدیم در دسترس بودن است. این مواد در همه جا وجود دارد، به خصوص در مقایسه با لیتیوم. متأسفانه، فراوانی مواد هنوز به تولید انبوه تبدیل نشده است. بعلاوه، لیتیوم در تولید و استفاده از یک شروع عظیم برخوردار است، و اگرچه به راحتی گرانتر از این دو است، اما هزینه های آن به اندازه کافی پایین نیست که تصاحب یک صنعت بزرگ را توجیه کند.

"فراوانی" نیز در اینجا یک اصطلاح سست است. در دسترس بودن سدیم گسترده است، اما این تنها ماده ای نیست که مانند باتری سدیم-یون در EV 2024 JAC Motors وارد باتری ها می شود. تامین منابع برای اجزای دیگر، مانند نیکل و منگنز، همچنان یک چالش است. تولید انبوه یک شبه آغاز نمی شود و زنجیره های تامین در یک روز رشد نمی کنند و سازماندهی نمی شوند. نشانه‌های مثبتی در این راستا وجود دارد، اما سدیم هنوز راهی برای رفتن دارد.

وقتی صحبت از عملکرد هوای سرد می شود، یون سدیم از جایگزین های لیتیوم جلوتر می رود. طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی، باتری های یون سدیم 90 درصد ظرفیت خود را در دمای منفی 40 درجه فارنهایت حفظ می کنند. یون لیتیوم در دماهای یکسانی از بین می رود. سدیم همچنین خطر فرار حرارتی کمتری دارد. سلول ها به سادگی گرمای کمتری تولید می کنند و به سیستم های حفاظتی کمتری نسبت به همتایان لیتیوم یونی خود نیاز دارند. این بدان معنا نیست که باتری‌های سدیم یون ضد حریق هستند، اما نشانگر خوبی است که ممکن است گزینه پایدارتری در تصادفات خودرو باشد.

همانطور که در بالا ذکر شد، CATL و GMC به همراه فناوری باتری HiNa، انرژی ناترون (اکنون دراسلوکا) و دیگران در حال حرکت در این مسیر هستند. بیشتر آنها بر روی موارد استفاده از خودرو و تعداد کمی بر روی قدرت مرکز داده متمرکز هستند. با این حال، یون سدیم به کاربردهای بیشتری نیاز دارد تا واقعا مهار لیتیوم در صنعت را به چالش بکشد.

ذخیره سازی ثابت یک شروع امیدوارکننده است. نصب باتری که از شبکه برق پشتیبانی می‌کند نیازی به محدودیت‌های اندازه و وزن مشابه خودروهای برقی ندارد. اگر به اندازه کافی بزرگ هستید که نبرد Betamax در مقابل VHS را به خاطر بسپارید، این یک تشبیه مناسب است. Betamax نسبت به VHS مزایا و معایبی داشت. اما در نهایت، VHS مقیاس و قفل مصرف کننده را داشت. موانع سدیم یون قابل توجه است. تولید جهانی سدیم در سال 2025 به طور قابل توجهی کمتر از لیتیوم یون بود. برای لیتیوم، تولید با قیمت های رقابتی LFP و زنجیره تامین قوی به خوبی تثبیت شده است.

در پایان، نتیجه ممکن است به شکل مکمل ظاهر شود. یون سدیم می‌تواند شکاف‌هایی را که لیتیوم قادر به مقابله با آن نیست، پر کند، مانند استفاده از هوای بسیار سرد یا بسته‌های هیبریدی که به لیتیوم اجازه می‌دهند کار خود را انجام دهد در حالی که سدیم با موارد استفاده دیگر مقابله می‌کند. موفقیت ممکن است به معنای انتخاب های بیشتر باشد که معمولا برای مشتری خوب عمل می کند.