ייצור ואחסון אנרגיה ליישומים יומיומיים משכו תשומת לב רבה בשני העשורים האחרונים. פעילות המו"פ המתמשכת בנושא סוללות נטענות הובילה להתקדמות משמעותית בתחומים רבים. בשנים קודמות, אלקטרוניקה ניידת הייתה המניע הבולט לפיתוח סוללות נטענות. עם זאת, ההתקדמות האחרונה בכלי רכב חשמליים שמה את תעשיית המצברים באור הזרקורים.
סוללות ליתיום-יון נותרו בחזית תעשיית הסוללות הנטענות, אך השוק הצומח בעקביות מפעיל לחץ קבוע על המשאבים ושרשרת האספקה של תעשיית סוללות הליתיום-יון. לכן, סוללות סודיום-יון חדשות, בהיותן פחות רגישות לסיכוני משאבים ואספקה, נבחנות מחדש כדי לספק חלופה בעלות נמוכה יותר. מאחר שסוללות ליתיום-יון עולות 30-40% מרכב חשמלי, מאמינים שניתן להוזיל במידה ניכרת את טווח המחירים של רכבים חשמליים אם סוללות נתרן-יון מיוצרות בקנה מידה גדול ומוחלפות בסוללות ליתיום-יון.
תוכן העניינים
סוללות נתרן-יון כמו חלופה לסוללות ליתיום-יון
בשנת 2020, חוקרי אוניברסיטת וושינגטון סטייט (WSU) ו-Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) יצרו סוללת נתרן-יון שסיפק קיבולת זהה ל כמה סוללות ליתיום-יון ושמרו על יותר מ-80 אחוז מהטעינה שלה לאחר 1,000 מחזורים. ייצור סוללה אפשרית מחומרים בשפע וזול כמו נתרן יצרה התרגשות רבה בסוללה ייצור קהילה. כתוצאה, מה היא sאודיוםסוללת יון נבדקת כמו an חלופה ללי היקרהתיום-סוללות יון זֶה יש לו בכל מקום משמש לייצור מוצרי אלקטרוניקה ניידים ורכב חשמלי סוללות.
תרשים 1: WSU Ph.D. בוגר ג'ונהה סונג ועמיתיו יצרו סוללת נתרן-יון שמחזיקה באותה אנרגיה ופועלת כמו כמה כימיקלים מסחריים של סוללת ליתיום-יון
Wברחבי העולם עמ'קרוב יישומים סטטיסטיקה
בגלל שלה מבטיח עתיד, טכנולוגיית סוללת נתרן-יון הראתה צמיחה אקספוננציאלית בפטנטים יישום הגשות נגמרו מה היא אחרי עשרים שנהars (להבין 2). יותר מ-18000 בקשות לפטנט הוגשו בחמש השנים האחרונות בתחום זה. סין, US, ויפן עומדים ב חלק עליון שלוש עמדות עולמי בתנאי ה מספר הגשת פטנטים בתחום זה, כאשר לסין יש הוגש יותר מֵאֲשֶׁר 16000 יישומים בעשרים השנים האחרונות (דמות 3). הודו, בהיותה א השוק הפוטנציאלי בתחום הטכנולוגיה הזה ראה גם כמה הגשות פטנטים בטכנולוגיית סוללות נתרן-יון בשנים האחרונות.
תרשים 2: הגשת בקשות לפטנטים בסוללות נתרן-יון ב מה היא 20 השנים האחרונות
תרשים 3: הגשת פטנטים למדינה בטכנולוגיית סוללת נתרן-יון
בנוסף לחברות, גם אוניברסיטאות ומכוני מחקר השתתפו באופן פעיל בפיתוח נתרן-יון-סוללות מבוססות בשנים האחרונות. ניתוח של 3,366 משפחות פטנטים של סוללות נתרן-יון ב-5 השנים האחרונות באמצעות לטפטף חשף כי אוניברסיטת מרכז דרום, אוניברסיטת שאאנשי למדע וטכנולוגיה, ו אוניברסיטת גואנגדונג לטכנולוגיה היוותה 8.26% מהגשת הפטנטים בתקופה זו (איור 4).
תרשים 4: הגשת פטנטים על ידי אוניברסיטאות שונות ומכונים בחמש השנים האחרונות
היתרונות של סוללות נתרן-יון
בהשוואה לאחרים סוגים של סוללות, tהוא משתמש בסוללות נתרן-יון מספק יתרונות שונים ל יצרנים וצרכנים כולל בטיחות גבוהה יותר, שימוש בטווח טמפרטורות רחב, מחיר סביר ו קַל מִשְׁקָל, כפי שמוצג באיור 5. למרות מה היא צפיפות האנרגיה של סוללות נתרן-יון נמוכה מזו של סוללות ליתיום, עם זאת, עם מאמצים מתמשכים של מה היא הקהילה המדעית, סוללות נתרן-יון צפויות לפעול בהתאם לתאי ליתיום-יון בעתיד הקרוב.
תרשים 5: יתרונות השימוש בסוללות נתרן-יון
על פי CATL (Contemporary אמפרקס Technology Co., Limited), חברה סינית מובילה לייצור סוללות, צפיפות האנרגיה של הדור הבא של נתרן-יון סוללות יעלה על 200Wh/kg בזמן הקרוב.
יישומים של סוללות נתרן-יון
חלק מהיישומים של סוללות נתרן-יון בתעשייה מוצגות באיור 6. בין אלה, לתעשיית הרכב החשמלי יש פוטנציאל גדול יותר עבור סוללות נתרן-יון ומספר בקשות לפטנט הוגשו על כך. הסטטיסטיקה הראתה שיותר מ-1250 פטנטים פעילים בתחום סוללות נתרן-יון לרכב חשמלי (איור 7).
בנובמבר 2022, בכיר ב-CATL הצהיר שסוללות נתרן-יון ראשוניות המשמשות ברכבי ייצור עשויות להשתמש בשילוב של סוללות Li-ion ו-sodium-ion. גישה זו מאפשרת לסוללות נתרן-יון להיות מסוגלות לתמוך בכלי רכב חשמליים עם טווח של עד 500 קילומטרים (סוללות נתרן-יון צפויות בחשמל עם טווחים של עד 500 ק"מ, אומר מנהל CATL - חדשות סוללות פורסם בנובמבר 2022).
תרשים 6: יישומי סוללת נתרן-יון
תרשים 7: סטטיסטיקה של פטנט תלונות עבור נתרן-סוללות יונים בהקשר לרכב חשמלי
שחקנים מתפתחים בשוק
נכון לעכשיו, טכנולוגיית סוללת ליתיום-יון היא תעשייה ענקית עם שווי שוק of בסביבות 42.5 מיליארד דולר בשנת 2021. תעשיית סוללות הנתרן-יון, לעומת זאת, נמצאת בשלב הפיתוח שלה. is צפוי לצמוח במהירות כאשר שחקנים חדשים ייכנסו למערכת האקולוגית בשנים הקרובות. כמה שחקנים בולטים בתעשיית סוללות הנתרן-יון כולל CATL, פאראדיון, HiNa סוללה וכו'. A fשחקנים חדשים נוספים מוצגים באיור 8.
תרשים 8: שחקנים בולטים בטכנולוגיית סוללת נתרן-יון
פאראדיון מוגבל is חברה מובילה בטכנולוגיית סוללות בעלת אn תיק IP נרחב, מוצג באיור 9, מכסה מספר היבטים של טכנולוגיית נתרן-יון. בִּגלַל a מבטיח עתיד וחaving הגיש יותר מ-180 בקשות לפטנטים בתחום זה בעולם, 100% אחזקות מניות של פאדריון Lחיקוי האve היה נרכשה על ידי Reliance New Energy Solar Ltd ("RNESL"), a לגמרי-בבעלות חברת בת של ריליאנס תעשיות בע"מ ("הסתמכות"), עבור שווי ארגוני של 100 מיליון ליש"ט (https://faradion.co.uk/reliance-new-energy-solar-to-acquire-faradion-limited/ פורסם ב-31 בדצמבר 2021). פאראדיון המנכ"ל ג'יימס קווין אמר זֶה "יחד עם ריליאנס, פאראדיון יכול להביא חדשנות בריטית להודו ולעולם כולו, כאשר העולם מסתכל יותר ויותר מעבר לליתיום"
תרשים 9: השמיים תיק פטנטים של פאראדיון עבור סוללות נתרן-יון
בשנת 2021, Xtreme power השיקה את מערכת Un-interruptible Power System (UPS) הראשונה בתעשייה עם סוללות נתרן-יון של Natron. Xtreme Power P91L UPS החדש זמין בהספקים של 3kW ו-5kW, עם 120 ו-208/220/230/240V AC, פעולה 50/60Hz, והוא תוכנן במיוחד כדי לקבל את ה-Natron. BlueTray סוללת 4000 48V DC ככוח גיבוי. בגלל מה היא העסקת סוללות נתרן-יון, הבטיחות של יו פי אס ניתן לשפר את המערכת באופן משמעותי.
חומרים המשמשים לסוללת נתרן-יון
חומרים שונים נבדקו על ידי חוקרים לייצור אנודה, קתודה ואלקטרוליט לסוללות נתרן-יון. חלק מהחומרים הפופולריים שניתן להשתמש בהם הם
קתודה: NaCrO2, Na0.7ק"ו2+x, NaCoPO4, NaFePO4, Na0.44MnO2
אנודה: נא2Ti3O7, Na2Ti3O7, NaTi2(פו4)3, Na2Ti3O7
אלקטרוליט: נא1.3Al0.3Ti1.7P3O12
יתרה מכך, בהתבסס על החומרים הבסיסיים בהם נעשה שימוש, שלושה סוגים של סוללות נתרן-יון זמינות בשוק: סוללת נתרן-גופרית, סוללת נתרן-מלח וסוללת נתרן-אוויר. בשנת 2021, סוללות נתרן-גופרית שלטו בשוק עם נתח של 46%.
שוק ניתוח של סוללות נתרן-יון
על פי תובנות שוק מותאמות אישית, גודל שוק סוללות הנתרן-יון הוערך בכ-1120 מיליון דולר בשנת 2021 והוא צפוי להגיע ל-2899 מיליון דולר עד 2030, כפי שמוצג באיור 10 (https://www.globenewswire.com/en/news-release/2022/11/15/2556368/0/en/Latest-Global-Sodium-Ion-Battery-Market-Size-Share-Worth-USD-2899-Million-by-2030-at-an-11-8-CAGR-Custom-Market-Insights-Analysis-Outlook-Leaders-Report-Trends-Forecast-Segmentatio.html). על פי דוח השוק של בעלות הברית, צפון אמריקה הולכת להיות עדה לצמיחה נרחבת בתחום סוללות הנתרן-יון עם CAGR של 15.9% בשנים 2021-2031 (https://www.alliedmarketresearch.com/sodium-ion-battery-market-A10597).
בארצות הברית, Natron Energy Inc. כבר שיתפה פעולה עם Clarios International Inc., מה שיגרום לסוללות הנתרן-יון הראשונות בייצור המוני בעולם. מדינות אסיה-פסיפיק, כולל סין, יפן, הודו, דרום קוריאה ואוסטרליה, הולכות להיות גם אזורי מפתח עבור משקיעים ויצרנים.
תרשים 10: ניתוח שוק של סוללות נתרן-יון (מקור: תובנות שוק מותאמות אישית)
אולם רק הזמן יגיד כיצד תתפתח תעשיית הנתרן-יון בעתיד הקרוב, עם זאת, לאחר שאמר שאם סוללות נתרן יהפכו לחלופות לליתיום יון, התעשייה הזו צפויה לסלול את הדרך הבאה-דור תעשיית הרכב ואלקטרוניקה.
לגבי TTC
זיהינו כל הזמן את הערך של טכנולוגיה חדשה שבוצעה על ידי צוות ההנהלה המיומן שלנו עם רקע כאנשי המקצוע שלנו. כמו אנשי ה-IP שאנו מחזקים, הרעב שלנו לפיתוח אינו נגמר. אנו מאלתרים, מתאימים ומיישמים בצורה אסטרטגית.
יועצי TT מציעה מגוון פתרונות יעילים ואיכותיים לניהול הקניין הרוחני שלך החל מ
- חיפוש פטנטים
- חיפוש ביטול תוקף
- FTO (חופש לפעול)
- ניהול תיקי פטנטים
- ניטור פטנטים
- חיפוש הפרת פטנטים
- ניסוח פטנטים ואיורים
ועוד הרבה. אנו מספקים גם למשרדי עורכי דין וגם לתאגידים בתעשיות רבות פתרונות מפתח.
צרו איתנו קשר
