Натрий-ионные аккумуляторы функционируют по принципу, аналогичному литий-ионным: ионы натрия перемещаются между положительным и отрицательным электродами в процессе зарядки и разрядки. При этом натрий-ионные аккумуляторы обладают рядом преимуществ. Среди них — высокая энергоэффективность и быстрая зарядка. Такие аккумуляторы устойчивы к экстремальным температурам, имеют меньший риск теплового разгона и не склонны к перегреву.
Что важно, натрий-ионные аккумуляторы отличаются высокой экономичностью, поскольку натрий — один из самых распространенных элементов на Земле. Батареи менее токсичны, так как в их производстве не используются литий, кобальт и другие материалы, способные выделять вредные вещества при возгорании. Китай уже начал выпускать электромобили с натрий-ионными ячейками, такие как Yiwei EV производства JAC и EV3 от JMEV.
По словам главного научного сотрудника CATL Ву Кая, новые натрий-ионные элементы компании станут самыми устойчивыми на рынке, когда поступят в продажу в следующем году. Новые батареи, помимо прочего, выдерживают экстремальные температуры до −40 °C.
Электромобили, оснащенные этими аккумуляторами, не потеряют запас хода даже в самых суровых климатических условиях. Это решает одну из ключевых проблем, сдерживающих массовое внедрение электрокаров — многие опасаются их недостаточной надежности.
Литий-ионные аккумуляторы страдают от воздействия экстремальных температур, как низких, так и высоких. При таких условиях ионы лития перестают свободно перемещаться внутри аккумулятора. В результате возрастает внутреннее сопротивление, что приводит к снижению дальности пробега электромобиля и увеличению времени зарядки.
Несмотря на преимущества натрий-ионных аккумуляторов перед литий-ионными, последние остаются более доступными благодаря экономии за счет масштаба производства. Литий-ионные аккумуляторы массово изготавливаются с 1990-х годов, тогда как потенциал натрий-ионных элементов для хранения энергии был открыт недавно. Уже существующая производственная инфраструктура снижает стоимость литий-ионных аккумуляторов.
Перед широким внедрением натрий-ионных элементов стоит несколько задач. Во-первых, необходимо масштабировать производство таких аккумуляторов. Во-вторых, существуют проблемы, связанные с химическим составом натрий-ионных батарей. В сентябре ученые из США разработали новый катод, который позволил натрий-ионному аккумулятору выдерживать 400 циклов зарядки-разрядки. Это шаг на пути к созданию устойчивой и экономически эффективной альтернативы литий-ионным ячейкам.
