Điểm khác biệt giữa pin lithium-ion và pin natri-ion

Công nghệ pin natri-ion và pin lithium-ion

Lithium là nguyên liệu phổ biến nhất trong sản xuất pin. Pin lithium-ion được sử dụng chủ yếu cho các thiết bị điện tử (điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay, máy ảnh…), xe điện và ứng dụng trong các bộ lưu trữ năng lượng cho lưới điện.

Pin lithium-ion được làm từ các nguyên tố khan hiếm và đắt tiền như coban và lithium. Giá lithium đã tăng vọt kể từ năm 2021 trong bối cảnh nhu cầu về pin ngày càng tăng. Chính vì thế, các công ty công nghệ đang tìm kiếm giải pháp thay thế pin lithium-ion truyền thống.

Sự phát triển pin natri-ion diễn ra vào những năm 1970 và đầu những năm 1980. Nhưng đến những năm 1990, pin lithium-ion cho thấy nhiều hứa hẹn về mặt thương mại hơn, khiến mối quan tâm đến pin natri-ion giảm sút. Vào đầu những năm 2010, do chi phí nguyên liệu thô của pin lithium-ion tăng cao nên pin natri-ion phát triển trở lại, ngày càng tiến gần mục tiêu thương mại hóa.

Pin natri-ion là loại pin có thể sạc lại, sử dụng các ion natri (Na+) làm chất mang điện giữa các điện cực dương và âm. Cấu trúc pin natri-ion gần như giống hệt với cấu trúc của các loại pin lithium-ion phổ biến trên thị trường. Tương tự như pin lithium-ion, pin natri-ion cũng được thiết kế để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện bằng cách di chuyển các ion qua lại giữa các điện cực trong chu kỳ sạc và xả. Điểm khác nhau quan trọng là về loại ion mà chúng sử dụng.

Điểm khác biệt giữa pin natri-ion và pin lithium-ion

Những thách thức đối với pin natri-ion

Lợi thế của natri là sự phong phú trong tự nhiên, lượng natri tương đối cao trong lớp vỏ và nước biển của Trái đất. Một yếu tố khác là coban, đồng và niken không cần thiết nhiều cho loại pin natri-ion. Điều quan trọng là chi phí sản xuất tương đối rẻ nên pin natri-ion thu hút được nhiều sự quan tâm như một lựa chọn đầy hứa hẹn cho các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn.

Mặc dù có nhiều ưu điểm và lợi ích tiềm tàng, nhưng cũng có một số thách thức cho việc sản xuất pin natri-ion trước khi chúng có thể được sử dụng rộng rãi.

● Công nghệ sản xuất pin natri-ion vẫn còn trong giai đoạn phát triển ban đầu nên rất ít công ty hoạt động ở mảng này, dẫn đến mức độ phổ biến chưa cao.

● Pin natri-ion có những hạn chế về tính linh hoạt vì chúng không thể thiết kế thành nhiều kiểu hình dạng khác nhau.

● Pin natri-ion ít đậm đặc hơn và có dung lượng lưu trữ ít hơn so với pin lithium.

● Pin natri-ion hiện tại có tuổi thọ vòng đời còn thấp hơn đáng kể so với tuổi thọ của pin lithium-ion.

● Cần tận dụng hơn nữa năng lượng hòa tan thấp của Na+ để đạt được khả năng sạc nhanh và phóng điện nhanh ở mức vài phút.

● Cần thiết lập tốt chuỗi cung ứng vật liệu được sử dụng trong pin.

Nếu muốn pin natri-ion trở thành xương sống của ngành lưu trữ năng lượng, chúng phải tiếp tục được cải thiện hiệu suất kỹ thuật. Đồng thời, các công ty sản xuất phải tìm cách giảm chi phí cũng như tăng cường thiết lập chuỗi cung ứng vật liệu được sử dụng trong pin.