Sodium-ion batterijen gaan de markt op

Sodium-ion batterijen bieden een goedkoper en veiliger alternatief voor lithium-ion, in het bijzonder bij stationaire toepassingen. De grootschalige productie komt nu op gang, met vooral Chinese bedrijven die het voortouw nemen.

Koenraad Coel | 19 april 2023
Zout Maksym Sirman Muty Us Medss Unsplash

In het land van elektrische voertuigen, laptops en smartphones is lithium-ion al jaren koning. Zowel de technologie als de kostprijs evolueren nog steeds aan een stevig tempo, maar er zijn ook veel alternatieven in ontwikkeling die de koning van de troon willen stoten. Er gaat nauwelijks een week voorbij zonder aankondiging over een mogelijke doorbraak in batterijtechnologie. Ze gaan steevast gepaard met grote beloftes over meer energiedensiteit, sneller opladen, lagere prijzen of het gebruik van overvloedige grondstoffen. En daarna hoor je er niets meer van, want de stap van laboratorium naar grootschalige productie is aartsmoeilijk. Met sodium-ion is er nu wel een uitdager die klaar lijkt voor de grote markt.

Goedkoop en veilig maar groter

Sodium is de Engelse benaming voor het chemische element natrium (Na), dat over heel de wereld voorkomt als onderdeel van zout (natriumchloride of NaCl). Natrium is het op zeven na meest voorkomende element op aarde en dus kost het maar 1 à 3 procent zoveel als lithium. Wanneer het gebruikt wordt in een sodium-ion batterij, of SIB, heeft het enkele handige voordelen. Afhankelijk van de precieze samenstelling zijn ze veel (brand)veiliger dan lithium-ion en gebruiken ze geen nikkel of kobalt. Ze verliezen ook weinig lading bij vrieskou, in tegenstelling tot lithium-ion. En, niet onbelangrijk, het productieproces kan heel gelijkaardig zijn. Chinese producenten zouden al een manier gevonden hebben om sodium-ion cellen te produceren met dezelfde apparatuur als lithium-ion cellen.

Aan de andere kant hebben sodium-ion batterijen een kortere levensduur en een lagere energiedensiteit dan lithium-ion. In 2021 demonstreerde de Chinese batterijproducent CATL sodium-ion cellen met een energiedensiteit van 160 Wh per kilogram. Het voorspelde toen dat de volgende generatie 200 Wh per kilogram zou halen. Om dezelfde prestaties te leveren, moet een sodium-ion batterij dus een stuk groter zijn. Voor elektrische voertuigen zijn ze daarom niet noodzakelijk een betere oplossing. Maar voor stationaire toepassingen, bijvoorbeeld als energiebuffer voor het stroomnet, is de kostprijs belangrijker dan de densiteit.

Grootschalige productie

Dé hamvraag blijft wel of sodium-ion klaar is voor grootschalige productie. CATL denkt alvast van wel. Het bouwde recent al een eerste echte productielijn voor de assemblage van natriumbatterijen in Ningde. CATL is wereldwijd de grootste producent van batterijen voor elektrische wagens en ziet ook daar een toekomst voor sodium-ion. Het beweert nu te starten met de massaproductie van een hybride batterijpak, dat de lage prijs en weersbestendigheid van sodium-ion combineert met de betere prestaties van lithium-ion.

In totaal staan er twintig fabrieken voor sodium-ion batterijen in de planning of al in de stijgers, waarvan zestien in China. Nochtans heeft China nu net niet de grootste natuurlijke reserves van natriumcarbonaat, de voornaamste bron van natrium op industriële schaal. Het zijn de Verenigde Staten die voor deze grondstof beschikken over meer dan negentig procent van de makkelijk te ontginnen reserves. Chinese producenten maken daarom veelal gebruik van een synthetisch productieproces met kolen als energiebron en een geschiedenis van zware watervervuiling. Naast de mogelijke ecologische impact zijn er nog vragen rond de praktische levensduur van sodium-ion batterijen. Volgens laboresultaten gaan ze minder lang mee dan lithium-ion, maar is het verschil niet al te groot. Hoe zich dat vertaalt naar alledaags gebruik op lange termijn zal moeten blijken als de batterijen al een tijdje meegaan op de commerciële markt.

Bron: nytimes.com, electrive.com

SDG

Klimaatactie

Probeer Susanova gratis uit!

Wilt u meer dan alleen nieuws? Al onze plusartikels, reportages en analyses lezen? Kies dan voor een proefabonnement van een maand!