- Apuntando a la expansión de la demanda global de sistemas de almacenamiento de energía, Northvolt desarrolló una celda de ion sodio y verificó una densidad energética superior a 160Wh/kg en Northvolt Labs, en Västerås, Suecia
- La celda utiliza un ánodo de hard carbon y un cátodo basado en Prussian White, y excluye lithium, nickel, cobalt y graphite
- Northvolt considera que esta química es más segura, rentable y sostenible que las actuales NMC y LFP
- La tecnología, desarrollada junto con Altris, destaca por su seguridad a altas temperaturas y su bajo costo, por lo que es adecuada para los mercados de almacenamiento de energía de India, Middle East y Africa
- La primera generación se enfoca en almacenamiento de energía, y las siguientes podrían expandirse incluso a la movilidad eléctrica rentable con una mayor densidad energética
Composición de la celda de ion sodio de 160Wh/kg
- Northvolt añadió baterías de ion sodio a su portafolio de celdas para ampliar los sistemas de almacenamiento de energía rentables y sostenibles
- La celda fue verificada en Northvolt Labs, en Västerås, Suecia, con una densidad energética superior a 160Wh/kg
- Northvolt afirmó que la celda verificada es más segura, rentable y sostenible que las químicas actuales NMC basadas en nickel, manganese y cobalt, y LFP basadas en iron phosphate
- La composición de la celda es la siguiente
- Ánodo: hard carbon
- Cátodo: cathode basado en Prussian White
- Materiales excluidos: lithium, nickel, cobalt, graphite
- Los minerales utilizados son materiales abundantes en el mercado global, como iron y sodium, y Northvolt planea convertirse en la primera empresa en industrializar baterías basadas en Prussian White y lanzarlas al mercado comercial
Prioridad en almacenamiento de energía y expansión posterior
- Esta tecnología de ion sodio fue desarrollada junto con el socio de investigación Altris y se usará como base de las soluciones de almacenamiento de energía de próxima generación de Northvolt
- Debido a su bajo costo y seguridad a altas temperaturas, es especialmente adecuada para soluciones de almacenamiento de energía en mercados futuros como India, Middle East y Africa
- Puede producirse con materiales obtenidos localmente, lo que permite construir una capacidad regional de fabricación de baterías independiente de la cadena de valor actual de baterías
- La primera generación de celdas de ion sodio de Northvolt está diseñada principalmente para almacenamiento de energía
- Las generaciones posteriores podrían ofrecer una mayor densidad energética y expandirse a soluciones rentables de movilidad eléctrica
- Esta tecnología complementa la línea de productos existente de Northvolt
- Celdas de batería lithium-ion premium para clientes automotrices
- Junto con la tecnología de baterías lithium-metal para aviación y vehículos de alto rendimiento que desarrolla Cuberg, subsidiaria de Northvolt
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
Este verano, una empresa francesa empezó a vender herramientas eléctricas con baterías de ion sodio en una gran ferretería
Comunicado de un organismo nacional de investigación de Francia: https://www.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/batteries-sodium-ion-une-pre...
Herramienta eléctrica: https://www.leroymerlin.fr/produits/outillage/outillage-elec...
Lamentablemente, sobre la eficiencia en Wh/kg solo pude encontrar un artículo que decía que en 2017 la misma empresa ya podía fabricar celdas de 90 Wh/kg, pero aun así es un producto que realmente está a la venta, no una promesa
Explicaba que la fortaleza de esta empresa no es la alta densidad energética, sino la carga rápida, como una carga completa en menos de 10 minutos
https://www.ecinews.fr/fr/tiamat-energy-lance-la-production-...
Dice que el sodio se carga 10 veces más rápido que el litio, es más seguro gracias a su menor temperatura de operación, y ofrece hasta 5 veces más ciclos de carga que el litio
También dice que el sodio es más abundante y accesible en la Tierra, y que el impacto ambiental de su procesamiento es menor
Así que no es exactamente la misma tecnología
El vanadio tiene un precio similar al níquel y reservas más grandes, pero la producción anual actual es mucho menor, así que las perspectivas de recursos a largo plazo no están claras
CATL también ha afirmado usar ferrocianuro de sodio, es decir, “Prussian white”, pero por alguna razón lo mezcla con litio para uso automotriz
Visto con cinismo, podría ser litio para estabilizar las características de ciclo desfavorables del sodio; visto con optimismo, podría ser porque por ahora el litio es más barato gracias a las economías de escala
https://web.archive.org/web/20231121142135/https://www.cnrs....
https://web.archive.org/web/20231121142300/https://www.leroy...
Supongo que fui un tonto por esperar eso
Según https://www.epectec.com/batteries/cell-comparison.html, 160Wh/kg es una densidad similar a la de Li-po o ion de litio.
Lo atractivo de esta química de batería es que se fabrica con materiales comunes y es más estable y segura que el litio.
Como el comunicado de prensa no lo menciona, supongo que no será competitiva en densidad energética por litro.
Wikipedia también tiene una tabla comparativa, aunque no sé qué tan precisa y actualizada esté: https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-ion_battery#Comparison
En cambio, el litio ronda el 0.002%.
Con celdas actualmente en producción comercial, Li-po puede superar los 200Wh/kg y el ion de litio también puede superar los 250Wh/kg.
No soy experto, así que agradecería que me corrigieran si me equivoco.
A simple vista no parece sacrificar densidad energética, y eso es enorme.
China domina el mercado del grafito y ahora también está imponiendo controles de exportación.
Si no recuerdo mal, la mayoría de las baterías actuales de litio y sodio usan algún tipo de ánodo de grafito, así que el uso de carbono duro por parte de Northvolt podría ser una ventaja enorme para reducir costos y riesgos de la cadena de suministro.
No sé nada sobre el nuevo cátodo Prussian White, así que estoy esperando un análisis experto sobre el ánodo y el cátodo de Northvolt.
El anuncio de Northvolt es algo cauto sobre qué estará realmente disponible para la venta ahora, pero parece que entrará en producción, lo cual es una buena señal.
Los sistemas de almacenamiento de energía para toda la casa tipo PowerWall están ganando traction, y las baterías a escala de red eléctrica cambiaron la idea de qué es “suficientemente bueno”.
Si se puede desplegar en 1 a 3 acres, la densidad máxima no importa, así que creo que primero apuntarán a esos usos.
La demanda de grandes sistemas de almacenamiento con baterías en sitio para cargadores de vehículos eléctricos también parece ser uno de los factores que limitan el despliegue de nuevos cargadores; los picos puntuales de demanda se pueden cubrir con generadores diésel en sitio, como en algunas áreas de descanso de California, o con bancos de baterías.
Creo que esto último es mejor en términos de eficiencia energética y mantenimiento.
Me viene a la mente el chiste de “Shin, esta es la séptima semana seguida que presentas un nuevo invento de batería”.
Pero en serio, no entiendo por qué hay tantos titulares parecidos sobre baterías.
Hace falta un artículo que no solo cubra el momento de la invención, sino que siga observando cómo avanzan realmente estas tecnologías después.
También hay noticias desde China: https://carnewschina.com/2023/11/20/sodium-ion-batteries-are...
Más allá del anuncio de Northvolt, no hace tanto ruido porque la densidad energética no es buena, pero el costo parece ser mucho más bajo.
fabricación masiva poco realista, demasiado cara para el usuario, muy pocos ciclos de carga, incapacidad de entregar suficiente corriente, estabilidad térmica insuficiente a bajas/altas temperaturas, densidad energética insuficiente para ser portátil, vida útil corta, carga lenta, materiales demasiado tóxicos, alto riesgo de incendio o explosión, avance demasiado pequeño, ya se intentó hace 20 años y no funcionó, o para cuando salga al mercado el ion de litio podría haber avanzado en la misma medida.
Me pregunto cuál es la ventaja de las baterías de sodio.
Las baterías implican el movimiento de iones entre electrodos, y los iones de sodio son mucho más grandes, por lo que durante la carga debería haber una mayor deformación volumétrica de los electrodos; como resultado, esperaría menor densidad y menos ciclos de carga que en sus equivalentes de litio.
No parecen óptimas ni para la red eléctrica ni para usos móviles, y el único uso que puedo imaginar son productos desechables muy baratos, lo cual no es una buena señal para el medio ambiente.
Las desventajas son una densidad energética algo menor y una eficiencia un poco inferior.
CATL lleva un tiempo produciendo baterías de ion de sodio y, hasta ahora, parece que se han usado sobre todo en autos eléctricos chinos de bajo costo.
Todavía no han llegado mucho a los mercados de Europa o Norteamérica, y una de las razones podría ser que aún faltan fábricas de baterías de ion de sodio fuera de China.
Northvolt parece querer cambiar eso.
Competirán con otras químicas de batería como LFP, y probablemente se usarán principalmente en autos de bajo costo y almacenamiento en la red eléctrica.
Porque son más baratas y seguras, y el peso no importa.
Pero para autos quizá todavía no sean tan buenas, porque son más pesadas.
Faltan opciones más baratas y fáciles de fabricar, aunque haya que sacrificar algunas características.
En HN ahora hay otra conversación sobre limitar la carga de baterías de ion de litio al 20–80% de su capacidad.
Me pregunto si las baterías basadas en química de ion de sodio también tienen ese tipo de límites o recomendaciones.
En las baterías de plomo-ácido y AGM no se recomienda bajar de 50% de capacidad.
Por fin una innovación en baterías salida de Europa; me alegra
Me da esperanza de que Europa pueda seguir teniendo un papel en los campos de la energía de baterías y los autos
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino lo recibieron por el “desarrollo de baterías de ion de litio”
[0]: https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/summary/
Entre el BYD Dolphin, el Kia eNiro y el VW ID.3 no hay grandes diferencias reales, salvo quizá el precio
En su momento, el motor de combustión interna era un factor de diferenciación, pero eso ya desapareció
El artículo de investigación original que parece servir de base para este desarrollo se publicó en 2015, y se puede ver pegando el título en sci-hub: “Rhombohedral Prussian White as Cathode for Rechargeable Sodium-Ion Batteries”
Llama la atención que fue un proyecto financiado por ARPA-E y que parte de la investigación se realizó en Lawrence Berkeley National Labs
Como buscaban una configuración compatible con las tecnologías existentes de fabricación de baterías, está más cerca de la investigación aplicada que de la investigación básica
El artículo explica que la alta concentración de Na resuelve el problema existente de la escasez de sodio y que, al poder ensamblarse directamente con un ánodo de carbono duro para crear una celda completa, es importante para fabricar baterías de ion de sodio escalables y compatibles con la infraestructura actual de baterías de ion de litio
Desde la publicación de los resultados de investigación hasta el desarrollo comercial y un producto entregable pasaron unos 8 años, aunque no sé si el capital de riesgo lo consideraría un periodo de recuperación aceptable
China planea poner en producción muchas baterías de ion de sodio a partir de este año
Para mí, los ciclos de carga y el costo son más importantes que el peso y la densidad de la batería
Solo así se podrá desplazar por precio a la generación eléctrica que emite más carbono
https://carnewschina.com/2023/11/20/sodium-ion-batteries-are...
Las ventajas que afirman tener están redactadas con frases involuntariamente cómicas, pero hablan de mayor seguridad, el mismo número de ciclos que LiFePo, mucha mejor capacidad a bajas temperaturas y protección ambiental
Parece algo que habría que tomar con muchísimas reservas
El precio también es aproximadamente 50% más caro que LiFePo
Muchas imágenes de producto muestran paisajes invernales al aire libre, así que el rendimiento a temperaturas muy bajas parece ser el principal argumento de venta
Será difícil que el ion de sodio tenga un gran impacto en ese mercado hasta que baje por debajo de LFP en precio
Es un buen avance, pero queda muy lejos de los casi 3.5 kWh que se podrían lograr con una celda de combustible de sodio metálico
Un dispositivo así está descrito en la patente vencida US3730776A, y hay una copia aquí: https://orgpad.com/file/DrCoHGH6xJJqraDeusqrtS?token=D6S5Bow...
Un dispositivo similar para generar corriente también se puede construir en un garaje
En todo el mundo se desperdicia mucha electricidad solar y eólica porque no hay una forma económica de almacenarla
La última vez que revisé, las baterías LiFePO4 costaban más de 100 dólares por kWh, y un Powerwall práctico cuesta lo mismo que un auto pequeño y además representa un gran riesgo de incendio
Se necesitan con urgencia baterías baratas, no tóxicas e incombustibles que puedan desplegarse a gran escala fuera de autos, drones y teléfonos
La batería anunciada parece que podría cumplir con esas condiciones
https://cuberg.net/
El ion de sodio es una tecnología que apunta a bajos costos en usos estacionarios donde el peso y el tamaño importan menos, es decir, sistemas de almacenamiento de energía a escala de red eléctrica
Hay demasiados adjetivos
Dicen que es más rentable y mejor en varias cosas, pero no dicen cuánto mejor ni comparado con qué
Seguramente ya se están haciendo artículos y videos de YouTube del tipo “podría llegar a tu próximo auto eléctrico antes de lo esperado”
CATL también afirmó hace dos años tener 160 Wh/kg, pero es muy probable que el producto que realmente fabriquen esté más cerca de 120 Wh/kg
No hay información sobre los ciclos de carga, y la “seguridad a altas temperaturas” también es menos interesante que una especificación del rango real de temperatura de operación