La batteria al sodio di CATL, che ha impressionato tutti fin dal suo debutto, riuscirà a guidare l'industria automobilistica nazionale verso una nuova era?

La tecnologia delle batterie ha sempre limitato fortemente lo sviluppo dell'industria globale delle auto intelligenti. Tuttavia, con il lancio della batteria al sodio di CATL, tutto sembra cambiare.

Le auto intelligenti alimentate a batteria hanno requisiti molto elevati per quanto riguarda le prestazioni delle batterie. Come mezzo di trasporto, la durata della batteria è sempre stato uno dei parametri più importanti per i consumatori, e gli scenari di guida dei consumatori sono complessi e diversificati. Ciò richiede che le case automobilistiche non solo garantiscano che la densità energetica della batteria sia sufficientemente elevata, ma anche che l'efficienza di scarica della batteria sia sufficientemente elevata in ambienti a basse temperature.

Inoltre, poiché le auto intelligenti hanno un impatto diretto sulla sicurezza dei consumatori, le case automobilistiche devono anche garantire che le batterie garantiscano buone prestazioni di sicurezza anche in situazioni estreme.

Con così tante contraddizioni in agguato, la situazione sembrava essere giunta a un punto in cui era difficile risolverla.

Infatti, per molti anni, nessuna batteria è mai stata in grado di soddisfare perfettamente questi requisiti delle auto intelligenti. Nonostante le vendite di auto intelligenti siano attualmente in aumento, sono ancora molti i consumatori che si rifiutano categoricamente di acquistarne una per motivi quali la breve durata della batteria in inverno e la scarsa sicurezza delle batterie.

Non molto tempo fa, la prima tecnologia al mondo di batterie al sodio di CATL potrebbe portare un barlume di speranza per un progresso nell'attuale imbarazzante situazione delle auto intelligenti.

Le batterie al sodio hanno evidenti vantaggi, ma ci vorrà del tempo prima che diventino popolari

Nel mercato attuale delle batterie per auto intelligenti, le batterie al litio ternario e le batterie al litio-ferro-fosfato rappresentano sicuramente la soluzione più diffusa. Secondo i dati di mercato del 2020, le batterie al litio ternarie rappresentavano il 72,87% del mercato e le batterie al litio-ferro-fosfato il 22,93%.

Sebbene le batterie al litio ternarie e le batterie al litio-ferro-fosfato abbiano una quota di mercato molto elevata, ciò non significa che i loro parametri abbiano raggiunto livelli estremi. A causa delle caratteristiche dei materiali al litio, l'efficienza di scarica di entrambe le batterie a basse temperature è notevolmente ridotta rispetto a quella a temperatura normale, il che limiterà notevolmente la disponibilità dei veicoli che utilizzano queste due batterie.

I dati sulle batterie al sodio, tuttavia, suggeriscono che non incontreranno gli stessi problemi delle batterie al litio. In un ambiente a bassa temperatura, pari a -20 ℃, l'efficienza di scarica delle batterie al sodio può arrivare fino al 90%, mentre le batterie al litio-ferro-fosfato possono raggiungere solo il 54% e le batterie al litio ternarie sono leggermente migliori, ma possono raggiungere solo il 70%. Ciò dimostra che le prestazioni di resistenza delle auto intelligenti che utilizzano batterie al sodio in aree a bassa temperatura possono essere significativamente migliori rispetto a quelle che utilizzano batterie al litio ternarie e batterie al litio-ferro-fosfato.

Allo stesso tempo, la batteria al sodio lanciata da CATL non solo ha una maggiore efficienza di scarica, ma offre anche buone prestazioni in termini di ricarica rapida. Secondo i dati ufficiali diffusi durante la conferenza stampa, la batteria al sodio di prima generazione può essere caricata all'80% in 15 minuti. Questa efficiente efficienza di scarica, abbinata alla ricarica rapida, può migliorare significativamente le prestazioni di resistenza delle auto intelligenti per unità di tempo e migliorare notevolmente l'esperienza di guida.

Negli ultimi anni, con l'aumento delle vendite di auto intelligenti, anche la sicurezza ha ricevuto maggiore attenzione da parte del pubblico. I dati rilevanti mostrano che dal 2011 al 2019 si sono verificati 127 incidenti dovuti a esplosioni e incendi che hanno coinvolto auto intelligenti, di cui circa il 70% riguardava modelli puramente elettrici; la maggior parte degli incidenti è stata causata da problemi alle batterie.

Per quanto riguarda il motivo per cui le batterie di potenza possono causare esplosioni e incendi nelle auto intelligenti, da un punto di vista tecnico non è dovuto alla scarsa qualità della batteria, ma al fatto che i produttori aumentano ciecamente la densità energetica delle batterie di potenza.

Prendiamo come esempio la batteria ternaria al litio, che attualmente rappresenta il 72% del mercato. Sebbene la sua densità energetica sia superiore a quella delle batterie al litio che utilizzano altre tecnologie, l'elevata densità energetica implica anche che sia più soggetta a problemi di fuga termica in caso di collisione, che a loro volta causano incendi ed esplosioni nelle auto intelligenti.

Tuttavia, per le case automobilistiche, nel contesto di un'intera industria impegnata in una corsa alla resistenza, anche se sanno che maggiore è la densità energetica della batteria, maggiore è la probabilità che si verifichino problemi di sicurezza, se la densità energetica non viene aumentata, la resistenza dell'auto nelle regioni fredde sarà notevolmente ridotta. Pertanto, possono seguire solo una strada e ignorare temporaneamente la questione della sicurezza.

Riguardo a questo aspetto, oltre a mantenere un'elevata efficienza di scarica in ambienti a bassa temperatura, come accennato in precedenza, le batterie al sodio sono anche più sicure delle batterie al litio. Questo perché le proprietà chimiche degli ioni sodio sono più stabili di quelle degli ioni litio. Prendendo ad esempio la batteria al sodio di prima generazione di CATL, ha superato perfettamente i test di perforazione, estrusione, sovraccarico e scarica eccessiva e presenta anche buone capacità anti-combustione spontanea ed esplosione. Pertanto, anche con un'elevata densità energetica, le batterie al sodio possono rivelarsi più sicure nello stesso scenario di collisione.

Naturalmente, essendo un prodotto di prima generazione, le batterie al sodio presentano anche evidenti svantaggi. La batteria al sodio di prima generazione di CATL presenta un divario significativo nella densità energetica rispetto alle batterie al litio ternarie e alle batterie al litio-ferro-fosfato. La densità energetica della batteria al sodio di prima generazione è di soli 160 Wh/kg, mentre le ultime due sono rispettivamente di 300 Wh/kg e 200 Wh/kg.

La causa principale di questo problema è che gli ioni di sodio sono più grandi degli ioni di litio, quindi la densità energetica delle batterie al sodio è inferiore a quella degli ioni di litio a parità di volume. Sebbene gli attuali 160 Wh/kg delle batterie al sodio di prima generazione siano sufficienti per i tragitti brevi nelle aree urbane, quando si tratterà di percorrere lunghe distanze, le batterie al sodio non saranno sicuramente in grado di farcela. Pertanto, i suoi attuali limiti applicativi sono ancora piuttosto ampi.

Non solo, trattandosi di un prodotto appena commercializzato, il costo di produzione a breve termine delle batterie al sodio è significativamente più alto di quello delle batterie al litio-ferro-fosfato e persino più alto di quello delle batterie al litio ternarie. Pertanto, è ancora relativamente difficile ottenere un'applicazione su larga scala nel breve termine e ci vorrà ancora molto tempo prima che le batterie al sodio diventino popolari.

Tuttavia, a giudicare dal piano di pianificazione annunciato da CATL, le prospettive commerciali delle batterie al sodio sono ancora relativamente ideali. Per quanto riguarda la densità energetica, CATL ha sviluppato una soluzione ibrida integrata per batterie al litio e batterie al sodio, in grado di integrare i vantaggi delle batterie al sodio e delle batterie al litio per fornire un sistema di batterie in grado di ottenere comunque una scarica efficiente a basse temperature e con un'elevata densità energetica, soddisfacendo le attuali esigenze di utilizzo commerciale delle batterie al sodio.

CATL ha inoltre rivelato che la densità energetica della batteria al sodio di seconda generazione che verrà lanciata in futuro raggiungerà i 200 Wh/kg, ovvero la stessa dell'attuale densità energetica delle batterie al litio-ferro-fosfato. Di conseguenza, l'unico ostacolo all'impiego commerciale su larga scala delle batterie al sodio sono gli attuali elevati costi di produzione.

Le batterie al sodio aiutano l'industria automobilistica intelligente nazionale a entrare in una nuova era

È ovvio che l'introduzione delle batterie al sodio avrà un impatto significativo sul settore delle batterie elettriche e si può prevedere che in futuro l'intero mercato delle batterie subirà un riassetto. Quale impatto avranno le batterie al sodio sul settore delle auto intelligenti del mio Paese, in quanto prima batteria elettrica commerciale lanciata da un'azienda cinese?

Innanzitutto, la commercializzazione su larga scala delle batterie al sodio significherà anche che il mio Paese potrà gradualmente liberarsi della sua dipendenza dai materiali al litio e migliorare la resistenza complessiva del settore ai rischi. Secondo i dati USGS del 2020, le riserve mondiali di litio sono attualmente concentrate in Cile, Australia e Argentina, rappresentando complessivamente il 75% del totale mondiale, mentre il mio Paese ne rappresenta solo il 7,1%. Attualmente, la produzione di batterie al litio si basa essenzialmente sulle materie prime importate e, nell'attuale situazione mondiale sempre più turbolenta, un'elevata quota di importazioni di materie prime non è un buon segnale.

Tuttavia, se si considerano le riserve di materie prime di sodio, non solo le riserve totali globali sono 1.000 volte superiori a quelle del litio, ma sono anche distribuite uniformemente tra le regioni. le riserve esistenti nel mio Paese da sole potrebbero garantire la completa autosufficienza nelle materie prime di sodio.

Sebbene nel breve termine ci sia ancora un grande divario nella densità energetica tra le batterie al sodio e quelle al litio, finché aderiamo alla strategia di sviluppare batterie al sodio e batterie al litio in parallelo, è prevedibile che potremo liberarci dalla "dipendenza dal litio". Ciò migliorerà ulteriormente l'indipendenza e l'autonomia dell'industria automobilistica intelligente del mio Paese e ne migliorerà la resistenza alle sanzioni straniere.

Dall'ingresso in Cina dell'attuale leader delle smart car Tesla, si è innescata una frenesia di vendite, grazie al continuo abbassamento dei prezzi dei componenti principali, come le batterie, dovuto alla riduzione dei costi. Si può notare che la maggior parte dei consumatori sceglierà attivamente le auto intelligenti quando acquisterà un'auto, purché il prezzo delle auto intelligenti sia superiore a quello delle auto dello stesso livello. Pertanto, il fattore prezzo ha un impatto notevole sulle vendite delle auto intelligenti, e questo è anche il vantaggio delle batterie al sodio.

Sebbene il costo di produzione delle batterie al sodio sia elevato nel breve termine, grazie alle attuali abbondanti riserve globali e al vantaggio di poter riutilizzare le linee di produzione delle batterie al litio, con l'espansione della capacità produttiva il costo di produzione può essere ridotto a un massimo del 30%~40% delle batterie al litio. Pertanto, essendo uno dei componenti con il costo hardware più elevato nella produzione di auto intelligenti, la riduzione dei costi delle batterie porterà anche a una riduzione del prezzo dell'intero veicolo, abbassando così la soglia per l'acquisto di auto intelligenti e promuovendo la diffusione delle auto intelligenti.

Inoltre, grazie ai vantaggi unici delle batterie al sodio, gli scenari di utilizzo delle auto intelligenti sono stati ulteriormente ampliati. Poiché il mio Paese è geograficamente distribuito su alte latitudini e ampie longitudini, l'ambiente regionale è piuttosto complesso. Ciò significa che le auto intelligenti non possono resistere a molti scenari estremi (ad esempio freddo intenso e temperature elevate) a causa di fattori quali l'efficienza di scarica della batteria e la sicurezza alle alte temperature. Pertanto il mercato potenziale non è ampio.

Tuttavia, con l'avvento delle batterie al sodio a bassa temperatura, ad alta efficienza di scarica e con maggiore sicurezza, questo annoso problema potrà essere risolto e il potenziale mercato delle auto intelligenti potrà crescere su larga scala. Per le case automobilistiche, questa possibilità può essere sfruttata anche per creare modelli differenziati per scopi diversi, basati sui diversi vantaggi e svantaggi di queste tre batterie di alimentazione, arricchendo così le tipologie di auto intelligenti.

Si può affermare che le batterie al sodio colmano le lacune in termini di sicurezza e disponibilità a basse temperature delle batterie delle auto intelligenti. Finché la densità energetica potrà essere costantemente migliorata e i costi di produzione potranno essere ridotti, la diffusione delle batterie al sodio non sarà difficile.

Nel complesso, la batteria al sodio lanciata da CATL è davvero sorprendente. Sebbene si tratti di un prodotto di prima generazione, la sua densità energetica non possa raggiungere lo stesso livello delle batterie al litio, i suoi dati sulla sicurezza e sulla durata a bassa temperatura hanno nettamente superato quelli delle batterie al litio.

Il lancio delle batterie al sodio segna anche la graduale trasformazione dell'industria automobilistica intelligente del mio Paese da "integrazione" a "innovazione", stabilendo il vantaggio di scala delle auto intelligenti, costringendo così i produttori di automobili tradizionali ad aumentare gli investimenti, aiutando così il mio Paese a raggiungere rapidamente l'obiettivo di superare Europa, Stati Uniti, Giappone e Corea del Sud nell'era delle auto intelligenti.

Vincitore del Qingyun Plan di Toutiao e del Bai+ Plan di Baijiahao, del Baidu Digital Author of the Year 2019, del Baijiahao's Most Popular Author in the Technology Field, del Sogou Technology and Culture Author 2019 e del Baijiahao Quarterly Influential Creator 2021, ha vinto numerosi premi, tra cui il Sohu Best Industry Media Person 2013, il China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, il Guangmang Experience Award 2015, il China New Media Entrepreneurship Competition Finals 2015 e il Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.