1 poin oleh GN⁺ 2023-11-22 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Menargetkan perluasan permintaan global untuk sistem penyimpanan energi, Northvolt mengembangkan sel sodium-ion dan memverifikasi kepadatan energi melebihi 160Wh/kg di Northvolt Labs, Västerås, Swedia
  • Sel ini menggunakan anoda hard carbon dan katoda berbasis Prussian White, serta tidak menggunakan lithium, nickel, cobalt, dan graphite
  • Northvolt menilai kimia ini lebih aman, lebih hemat biaya, dan lebih berkelanjutan dibanding NMC dan LFP yang ada saat ini
  • Teknologi yang dikembangkan bersama Altris ini mengedepankan keamanan pada suhu tinggi dan biaya rendah, sehingga cocok untuk pasar penyimpanan energi di India, Timur Tengah, Afrika, dan wilayah lain
  • Generasi pertama berfokus pada penyimpanan energi, sementara generasi berikutnya dapat diperluas hingga mobilitas listrik yang hemat biaya dengan kepadatan energi yang lebih tinggi

Komposisi sel sodium-ion 160Wh/kg

  • Northvolt menambahkan baterai sodium-ion ke portofolio selnya untuk memperluas sistem penyimpanan energi yang hemat biaya dan berkelanjutan
  • Sel tersebut telah diverifikasi di Northvolt Labs di Västerås, Swedia, dengan kepadatan energi melebihi 160Wh/kg
  • Northvolt menyatakan bahwa sel yang telah diverifikasi ini lebih aman, lebih hemat biaya, dan lebih berkelanjutan dibanding kimia NMC berbasis nickel, manganese, cobalt dan LFP berbasis iron phosphate yang ada saat ini
  • Komposisi sel adalah sebagai berikut
    • Anoda: hard carbon
    • Katoda: katoda berbasis Prussian White
    • Material yang tidak digunakan: lithium, nickel, cobalt, graphite
  • Mineral yang digunakan adalah material yang melimpah di pasar global seperti iron dan sodium, dan Northvolt berencana menjadi perusahaan pertama yang mengindustrialisasi baterai berbasis Prussian White dan membawanya ke pasar komersial

Prioritas penerapan pada penyimpanan energi dan ekspansi lanjutan

  • Teknologi sodium-ion ini dikembangkan bersama mitra riset Altris, dan akan digunakan sebagai dasar solusi penyimpanan energi generasi berikutnya dari Northvolt
  • Karena biaya rendah dan keamanan pada suhu tinggi, teknologi ini sangat cocok untuk solusi penyimpanan energi di pasar masa depan seperti India, Timur Tengah, dan Afrika
  • Karena dapat diproduksi dengan material yang diperoleh secara lokal, teknologi ini memungkinkan pembangunan kapabilitas manufaktur baterai regional yang independen dari rantai nilai baterai yang ada saat ini
  • Sel sodium-ion generasi pertama Northvolt terutama dirancang untuk penyimpanan energi
    • Generasi berikutnya dapat menawarkan kepadatan energi yang lebih tinggi sehingga bisa diperluas menjadi solusi mobilitas listrik yang hemat biaya
  • Teknologi ini melengkapi lini produk Northvolt yang sudah ada
    • Sel baterai lithium-ion premium untuk pelanggan otomotif
    • Diposisikan bersama teknologi baterai lithium-metal untuk pesawat dan kendaraan performa tinggi yang sedang dikembangkan oleh Cuberg di bawah Northvolt

1 komentar

 
GN⁺ 2023-11-22
Komentar Hacker News
  • Musim panas ini, sebuah perusahaan Prancis mulai menjual perkakas listrik dengan baterai ion natrium di toko perkakas besar
    Pengumuman dari lembaga riset nasional Prancis: https://www.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/batteries-sodium-ion-une-pre...
    Perkakas listrik: https://www.leroymerlin.fr/produits/outillage/outillage-elec...
    Sayangnya, soal efisiensi Wh/kg, yang bisa saya temukan hanya artikel tahun 2017 yang mengatakan perusahaan yang sama mampu membuat sel 90Wh/kg; namun tetap saja ini produk yang benar-benar sedang dijual, bukan sekadar janji

    • Artikel tahun 2021 mengklaim 90~120Wh/kg, dan mengatakan tidak akan melampaui itu
      Dijelaskan bahwa keunggulan perusahaan ini bukan pada densitas energi yang tinggi, melainkan pengisian cepat seperti terisi penuh dalam kurang dari 10 menit
      https://www.ecinews.fr/fr/tiamat-energy-lance-la-production-...
    • Situs web kedua menyebutkan beberapa keunggulan baterai ion natrium
      Natrium dikatakan dapat diisi daya 10 kali lebih cepat daripada litium, lebih aman berkat suhu operasi yang lebih rendah, dan jumlah siklus pengisiannya hingga 5 kali lebih banyak daripada litium
      Selain itu, natrium lebih melimpah dan lebih mudah diakses di Bumi, serta dampak lingkungan dari proses pengolahannya juga lebih kecil
    • Perlu dicatat bahwa baterai Tiamat adalah natrium vanadium fluorida fosfat, bukan natrium ferosianida
      Jadi teknologinya tidak sepenuhnya sama
      Vanadium harganya mirip dengan nikel dan cadangannya lebih banyak, tetapi produksi tahunannya saat ini jauh lebih kecil, sehingga prospek sumber daya jangka panjangnya belum jelas
      CATL juga mengklaim memakai natrium ferosianida, yaitu “Prussian white”, tetapi entah mengapa mereka mencampurnya dengan litium untuk penggunaan otomotif
      Jika dilihat secara sinis, litium itu mungkin untuk menstabilkan karakteristik siklus natrium yang kurang menguntungkan; jika dilihat secara optimistis, mungkin karena saat ini litium lebih murah berkat skala ekonomi
    • Ada juga arsip untuk berjaga-jaga jika sumber aslinya hilang
      https://web.archive.org/web/20231121142135/https://www.cnrs....
      https://web.archive.org/web/20231121142300/https://www.leroy...
    • Saya juga diblokir di situs kedua seperti orang-orang lain, dan tertawa saat melihat bahwa mengubah situs pertama dari FR ke EN pun tidak menerjemahkan isi artikelnya
      Sepertinya saya bodoh karena mengharapkan hal seperti itu
  • Menurut https://www.epectec.com/batteries/cell-comparison.html, 160Wh/kg adalah densitas yang mirip dengan Li-po atau lithium-ion
    Kimia baterai ini menarik karena dibuat dari bahan yang umum, serta lebih stabil dan aman dibanding lithium
    Karena tidak disebutkan dalam siaran pers, saya rasa densitas energi per liter-nya tidak kompetitif
    Wikipedia juga punya tabel perbandingan, tetapi saya tidak tahu seberapa akurat dan mutakhir datanya: https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-ion_battery#Comparison

    • Dibuat dari natrium dan besi; jika digabung, keduanya mencakup sekitar 8% kerak bumi, jadi ini memang kimia yang dibuat dari bahan yang benar-benar umum
      Sementara itu lithium sekitar 0,002%
    • Jika lebih murah daripada lithium dan ukuran besar bukan masalah besar, setidaknya untuk penggunaan seperti penyimpanan jaringan listrik atau baterai rumah, ini bisa lebih mudah diskalakan dan lebih murah
    • Perkembangan seperti ini yang menjauh dari lithium sangat menggembirakan, tetapi perkiraan untuk Li-po dan lithium-ion tampaknya mengacu pada baterai beberapa generasi lalu
      Untuk sel yang saat ini diproduksi secara komersial, Li-po bisa di atas 200Wh/kg, dan lithium-ion juga bisa di atas 250Wh/kg
      Saya bukan ahli, jadi kalau salah, saya senang jika dikoreksi
    • Fakta bahwa anodenya memakai hard carbon, bukan grafit, juga besar artinya
      Sekilas tampaknya ini tidak mengorbankan densitas energi, dan itu benar-benar besar
      Tiongkok mendominasi pasar grafit dan sekarang juga memberlakukan kontrol ekspor
      Kalau ingatan saya benar, saat ini sebagian besar baterai lithium dan natrium memakai anoda grafit dalam suatu bentuk, jadi penggunaan hard carbon oleh Northvolt bisa menjadi keuntungan besar dalam menurunkan biaya dan risiko rantai pasok
      Saya tidak tahu apa-apa tentang katoda Prussian White yang baru, jadi saya menunggu analisis ahli tentang anoda dan katoda Northvolt
    • Jadi tampaknya siaran pers memakai 160Wh/kg sebagai “terbaik di kelasnya” saat ini
      Pengumuman Northvolt agak berhati-hati soal apa yang benar-benar bisa dijual saat ini, tetapi tampaknya akan masuk produksi, jadi itu sinyal yang baik
      Perangkat penyimpanan energi untuk seluruh rumah ala PowerWall mulai mendapat traction, dan baterai skala jaringan listrik telah mengubah cara berpikir tentang apa yang “cukup baik”
      Jika bisa dibentangkan di lahan 1–3 acre, densitas maksimum tidak penting, jadi saya rasa penggunaan seperti ini akan menjadi target awal
      Permintaan penyimpanan baterai besar di lokasi untuk pengisi daya kendaraan listrik juga tampaknya menjadi salah satu faktor pembatas dalam penempatan charger baru, dan lonjakan permintaan sesaat bisa dipenuhi dengan generator diesel di lokasi seperti di beberapa rest area di California, atau ditangani dengan bank baterai
      Menurut saya opsi kedua lebih baik dari sisi efisiensi energi dan pemeliharaan
  • Saya jadi teringat lelucon, “Shin, ini sudah minggu ke-7 berturut-turut kamu mengumumkan penemuan baterai baru”
    Tapi serius, saya tidak tahu mengapa ada begitu banyak headline yang mirip-mirip soal baterai
    Kita butuh tulisan yang tidak hanya membahas tepat setelah penemuannya, tetapi terus memantau bagaimana teknologi-teknologi ini benar-benar berkembang setelahnya

    • Natrium-ion itu nyata
      Ada juga kabar dari Tiongkok: https://carnewschina.com/2023/11/20/sodium-ion-batteries-are...
      Terlepas dari pengumuman Northvolt, densitas energinya tidak terlalu bagus sehingga tidak terlalu menghebohkan, tetapi biayanya tampaknya jauh lebih rendah
    • Klaim “teknologi baterai revolusioner” biasanya disertai checklist seperti ini
      Produksi massalnya tidak realistis, atau terlalu mahal bagi pengguna, atau siklus pengisiannya terlalu sedikit, atau tidak bisa menghasilkan arus yang cukup, atau stabilitas termalnya pada suhu rendah/tinggi kurang, atau densitas energinya tidak cukup tinggi untuk dibawa-bawa, atau masa pakainya pendek, atau pengisiannya lambat, atau bahannya terlalu beracun, atau risiko kebakaran/ledakannya tinggi, atau kemajuannya terlalu kecil, atau sudah pernah dicoba 20 tahun lalu tetapi gagal, atau pada saat diluncurkan nanti lithium-ion juga sudah berkembang sejauh itu
    • Akan bagus jika ada halaman web yang mengumpulkan semua informasi dasar teknologi baterai dan perkembangan terbaru dari setiap jenis baterai baru
    • Benar. Saya penasaran di mana bisa membeli baterai seperti ini yang cocok untuk AA, AAA, dan sejenisnya
  • Saya penasaran apa keunggulan baterai natrium
    Baterai melibatkan pergerakan ion di antara elektroda, dan ion natrium jauh lebih besar, sehingga deformasi volume elektroda saat pengisian lebih besar; akibatnya densitasnya juga lebih rendah daripada padanan lithium dan siklus pengisiannya tampaknya lebih sedikit
    Ini tidak tampak optimal baik untuk jaringan listrik maupun penggunaan bergerak, dan satu-satunya penggunaan yang bisa saya lihat adalah barang sekali pakai yang sangat murah, yang bukan pertanda baik bagi lingkungan

    • Keunggulannya adalah murah, aman, tidak memakai bahan yang sulit diperoleh, dan jumlah siklusnya relatif banyak, di level lebih dari 5000 kali
      Kekurangannya adalah densitas energinya agak rendah dan efisiensinya juga sedikit lebih buruk
      CATL sudah memproduksi baterai natrium-ion selama beberapa waktu, dan sejauh ini tampaknya sebagian besar masuk ke mobil listrik murah di Tiongkok
      Belum banyak masuk ke pasar Eropa atau Amerika Utara, dan salah satu alasannya mungkin karena pabrik baterai natrium-ion di luar Tiongkok masih kurang
      Tampaknya Northvolt berusaha mengubah itu
      Ini akan bersaing dengan kimia baterai lain seperti LFP, dan kemungkinan terutama dipakai untuk mobil murah dan penyimpanan jaringan listrik
    • Dari membaca komentar-komentar, sepertinya ini berguna untuk penyimpanan daya baterai di rumah
      Karena lebih murah, lebih aman, dan berat tidak menjadi faktor penting
      Namun untuk mobil mungkin belum terlalu bagus, karena lebih berat
    • Natrium lebih mudah didapat
    • Di sebagian besar penggunaan di luar elektronik konsumen, bottleneck baterai lithium-ion adalah biaya dan intensitas sumber daya manufakturnya
      Ada kekurangan opsi yang lebih murah dan lebih mudah dibuat, meskipun harus mengorbankan beberapa karakteristik
    • Baterai natrium juga lebih aman dari sisi kebakaran dan ledakan
  • Di HN sekarang ada pembahasan terpisah tentang membatasi pengisian baterai lithium-ion ke 20–80% kapasitas
    Saya penasaran apakah baterai berbasis kimia natrium-ion juga punya batasan atau rekomendasi seperti ini

    • Menurut saya kisaran itu cukup baik dan umum
      Untuk baterai timbal-asam dan AGM, tidak disarankan turun di bawah 50% kapasitas
  • Akhirnya ada inovasi baterai yang muncul dari Eropa, jadi rasanya menggembirakan
    Ini memberi harapan bahwa Eropa masih bisa terus berperan di bidang energi baterai dan otomotif ke depannya

    • Nobel Kimia 2019 yang terkait dengan lithium-ion diberikan bersama kepada para peneliti berkebangsaan Inggris, Amerika Serikat, dan Jepang
      John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham, dan Akira Yoshino menerimanya atas “pengembangan baterai lithium-ion”
      [0]: https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/summary/
    • Sekarang tidak ada perbedaan besar soal siapa yang membuat interior, motor, atau baterainya, jadi sulit melihatnya seperti itu
      Di antara BYD Dolphin, Kia eNiro, dan VW ID.3, selain soal harga, perbedaan nyatanya tidak besar
      Dulu mesin pembakaran internal pernah menjadi faktor pembeda, tetapi sekarang sudah hilang
  • Makalah riset asli yang tampaknya menjadi dasar pengembangan ini diterbitkan pada 2015, dan bisa dibaca di sci-hub dengan menempelkan judulnya: “Rhombohedral Prussian White as Cathode for Rechargeable Sodium-Ion Batteries”
    Yang menarik, ini adalah proyek yang didukung ARPA-E dan sebagian risetnya dilakukan di Lawrence Berkeley National Labs
    Karena mereka mencari komposisi yang kompatibel dengan teknologi manufaktur baterai yang sudah ada, ini lebih dekat ke riset terapan daripada riset dasar
    Makalah tersebut menjelaskan bahwa konsentrasi Na yang tinggi mengatasi masalah kekurangan natrium yang ada, dan karena dapat dirakit langsung dengan anoda hard carbon untuk membuat sel utuh, hal itu penting bagi manufaktur baterai sodium-ion yang skalabel dan kompatibel dengan infrastruktur baterai lithium-ion saat ini
    Dari pengumuman hasil riset hingga pengembangan komersial dan produk yang bisa dipasok, berarti butuh sekitar 8 tahun; saya tidak yakin apakah venture capital akan melihatnya sebagai periode exit yang layak

  • China mulai tahun ini berencana memasukkan banyak baterai sodium-ion ke produksi
    Bagi saya, siklus pengisian dan biaya lebih penting daripada bobot dan densitas baterai
    Dengan begitu, produksi listrik yang menghasilkan lebih banyak karbon bisa tersisih dari sisi harga
    https://carnewschina.com/2023/11/20/sodium-ion-batteries-are...

    • Di AliExpress juga ada yang menjual baterai sodium-ion
      Keunggulan yang mereka klaim ditulis dengan frasa yang tanpa sengaja terdengar komikal, isinya antara lain keamanan lebih baik, jumlah siklus seperti LiFePo, kapasitas jauh lebih baik pada suhu rendah, dan perlindungan lingkungan
      Sepertinya harus ditelan dengan sangat banyak garam
      Harganya juga kira-kira 50% lebih mahal daripada LiFePo
      Banyak gambar produknya menampilkan pemandangan musim dingin di luar ruangan, jadi performa pada suhu sangat rendah tampaknya menjadi poin jual utama
    • LFP memiliki jumlah siklus lebih banyak dan masih lebih murah
      Sodium-ion akan sulit memberi dampak besar pada pasar itu sebelum harganya turun di bawah LFP
  • Ini memang kemajuan yang bagus, tetapi masih jauh di bawah hampir 3,5kWh yang mungkin dicapai dengan sel bahan bakar logam natrium
    Perangkat seperti itu dijelaskan dalam paten kedaluwarsa US3730776A, dan salinannya ada di sini: https://orgpad.com/file/DrCoHGH6xJJqraDeusqrtS?token=D6S5Bow...
    Perangkat serupa yang menghasilkan arus juga bisa dibuat di garasi

    • Intinya bukan densitas energi atau output sesaat, melainkan harga rendah dan ketersediaan untuk segera digunakan
      Banyak listrik surya dan angin di seluruh dunia terbuang karena tidak ada cara ekonomis untuk menyimpannya
      Terakhir saya cek, baterai LiFePO4 masih lebih dari 100 dolar per kWh, sementara Powerwall yang praktis harganya setara mobil kecil dan juga punya risiko kebakaran besar
      Kita sangat membutuhkan baterai murah, tidak beracun, dan tidak mudah terbakar yang bisa dipasang dalam skala besar di luar mobil, drone, dan ponsel
      Baterai yang diumumkan ini tampaknya mungkin memenuhi syarat itu
    • Northvolt juga mengakuisisi Cuberg, yang meneliti kimia lithium-metal
      https://cuberg.net/
      Sodium-ion adalah teknologi yang menargetkan biaya rendah untuk penggunaan stasioner ketika bobot dan ukuran tidak terlalu penting, yaitu sistem penyimpanan energi skala jaringan listrik
  • Terlalu banyak kata sifat
    Katanya lebih hemat biaya dan lebih baik ini-itu, tetapi sama sekali tidak ada keterangan seberapa lebih baik dan dibandingkan dengan apa
    Sepertinya sekarang artikel dan video YouTube semacam “mungkin masuk ke EV berikutnya lebih cepat dari perkiraan” sedang dibuat

    • Ada juga artikel bulan Juni yang membahas lebih detail situasi terkini baterai sodium-ion di China: https://carnewschina.com/2023/06/07/lei-xing-is-catls-sodium...
      CATL juga mengklaim 160Wh/kg dua tahun lalu, tetapi produk yang benar-benar akan mereka buat kemungkinan besar lebih mendekati 120Wh/kg
    • Saya paham rasa frustrasinya
      Tidak ada informasi tentang siklus pengisian, dan “keamanan pada suhu tinggi” juga kurang menarik dibanding spesifikasi rentang suhu operasi yang sebenarnya