- 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
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
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-...
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
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
https://web.archive.org/web/20231121142135/https://www.cnrs....
https://web.archive.org/web/20231121142300/https://www.leroy...
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
Sementara itu lithium sekitar 0,002%
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
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
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
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
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
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
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
Karena lebih murah, lebih aman, dan berat tidak menjadi faktor penting
Namun untuk mobil mungkin belum terlalu bagus, karena lebih berat
Ada kekurangan opsi yang lebih murah dan lebih mudah dibuat, meskipun harus mengorbankan beberapa karakteristik
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
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
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham, dan Akira Yoshino menerimanya atas “pengembangan baterai lithium-ion”
[0]: https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/summary/
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...
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
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
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
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
CATL juga mengklaim 160Wh/kg dua tahun lalu, tetapi produk yang benar-benar akan mereka buat kemungkinan besar lebih mendekati 120Wh/kg
Tidak ada informasi tentang siklus pengisian, dan “keamanan pada suhu tinggi” juga kurang menarik dibanding spesifikasi rentang suhu operasi yang sebenarnya