Las baterías de ion sodio están avanzando silenciosamente de manera significativa.
Una de las fuerzas impulsoras detrás del auge de la industria de los vehículos de energía nueva (VEN) es la innovación continua en la tecnología de las baterías.
Además de las baterías de ion litio, la tecnología dominante, las tecnologías emergentes como las baterías de estado sólido y las baterías de ion sodio también están ganando terreno y se espera que redefinan el panorama de la industria.
Bajo el foco de la iteración tecnológica, las baterías de ion sodio, como cultivadores pragmáticos, han pasado silenciosamente del laboratorio a la industrialización.
HiNa Battery anunció el 28 de marzo el debut mundial de una solución de batería de ion sodio para vehículos comerciales, una medida que, sin duda, marca un paso crítico en la aplicación de las baterías de ion sodio. Mientras tanto, CATL y BYD, como empresas líderes en baterías, también han revelado recientes avances en el desarrollo de baterías de ion sodio.
"Las baterías de ion sodio ya han alcanzado la etapa de industrialización y las aplicaciones a gran escala están a punto de comenzar. Estamos en vísperas de un gran avance en la industria de las baterías de ion sodio, y la explosión del mercado es inminente", enfatizó Li Shujun, gerente general de Beijing HiNa Battery Technology Co., Ltd., en una entrevista con Gasgoo.
Detrás de la entrada de la industria de las baterías en la era TWh, la industria de las baterías de litio aún enfrenta desafíos como las restricciones de recursos, los precios del carbonato de litio y el rendimiento de seguridad.
Frente al "dilema" de las baterías de litio, ¿puede la tecnología de las baterías de ion sodio convertirse en el "antídoto" y liderar a la industria hacia un nuevo capítulo? La respuesta está surgiendo silenciosamente.
Señales industriales detrás de la iteración tecnológica
Según los datos publicados por la Alianza de Innovación de la Industria de Baterías de Potencia para Automóviles de China (denominada "Alianza de Baterías de Potencia"), en el primer trimestre del año pasado, la capacidad instalada de baterías de ion sodio alcanzó 0,7 MWh, siendo CATL la única empresa de baterías de apoyo. Para julio, la capacidad instalada había aumentado a 1,5 MWh, con Farasis Energy y HiNa Battery uniéndose a CATL como empresas de apoyo.
Indudablemente, esto marca la entrada acelerada de las baterías de ion sodio de China en la etapa de aplicación comercial. En consecuencia, las baterías de ion sodio han experimentado numerosos nuevos desarrollos recientemente, destacando especialmente la solución de baterías de ion sodio para vehículos comerciales de HiNa Battery.
Con la llegada de la era de la electrificación integral, la electrificación liderada por los vehículos de pasajeros se ha completado en gran medida, y el mercado de energía nueva se está embarcando simultáneamente en la electrificación de los vehículos comerciales. En opinión de Li Shujun, el mercado de vehículos comerciales tiene amplias perspectivas y diversos escenarios de aplicación. Excepto los autobuses urbanos, la tasa de electrificación de otros escenarios de vehículos comerciales es en su mayoría inferior al 10 %. Con el rápido desarrollo de la industria, los usuarios finales están exigiendo un mayor rendimiento de los sistemas de baterías de potencia.
En este contexto, la solución de baterías de ion sodio para vehículos comerciales de HiNa Battery logra tres características clave: "menos instalación, carga rápida y uso múltiple", marcando la primera aplicación mundial de baterías de ion sodio en camiones eléctricos pesados.
Se informa que la solución ofrece cuatro modelos de productos: Haixing K150, Haixing K210, Haixing K280 y Haixing K350, adaptados a las necesidades diferenciadas de varios escenarios. Los dos primeros productos están diseñados para el transporte de corta distancia, mientras que los dos últimos están posicionados con precisión para satisfacer las demandas técnicas del sector de logística y transporte.
Los datos del producto muestran que las células de batería utilizadas en esta solución alcanzan una densidad de energía de más de 165 Wh/kg, pueden completar una carga del 100 % en 20-25 minutos y mantienen una vida útil de más de 8000 ciclos en modo de carga rápida. La capacidad restante de la batería se puede medir con precisión dentro del 2 %, y el aumento de temperatura durante la carga rápida es ≤10 °C. Combinado con la ventaja de rendimiento de una descarga estable en un amplio rango de temperaturas de -40 °C a 45 °C, la solución reduce efectivamente la pérdida de energía de la batería, mejora significativamente la utilización de la energía y proporciona un soporte confiable para todo tipo de clima para los vehículos comerciales.
Entonces, ¿por qué las empresas se están enfocando en el sector de vehículos comerciales para las aplicaciones de baterías de ion sodio?
Yuan Shuai, subsecretario general de la Alianza de la Industria de IoT de Zhongguancun, declaró que los vehículos comerciales tienen altos requisitos para el costo, la seguridad y la estabilidad de las baterías, áreas en las que las baterías de ion sodio sobresalen. El mercado de vehículos comerciales, como punto de ruptura para las baterías de ion sodio, tiene perspectivas de mercado optimistas y expectativas de producción en masa.
Con respecto a la innovación tecnológica en la industria de las baterías, Robin Zeng comentó una vez: "La industria de las baterías está llena de desafíos, especialmente en la continua exploración de la electrificación y la química. Solo a través de la innovación constante se puede liderar el mercado".
Desde su lanzamiento oficial de la primera generación de baterías de ion sodio en julio de 2021, CATL se ha comprometido a desbloquear el potencial de las baterías de ion sodio y a llevarlas al centro de atención.
Cabe destacar que CATL también reveló durante una reciente conferencia telefónica sobre resultados que se han logrado avances significativos en el desarrollo de su segunda generación de baterías de ion sodio, con indicadores de rendimiento que se acercan a los de las baterías LFP actuales dominantes. Además, las ventajas de costo se harán más pronunciadas con las aplicaciones a gran escala.
El informe anual de BYD, publicado el 24 de marzo, reveló su proyecto de I+D de baterías de ion sodio: lograr una capacidad de célula de batería de 200 Ah, un rendimiento de ciclo de más de 10000 ciclos y una seguridad, potencia y rendimiento a altas/bajas temperaturas superiores en comparación con las baterías de litio. La empresa también ha implementado con éxito sistemas de almacenamiento de energía a nivel de MWh.
Actuando como un "equilibrador" para la industria de las baterías de litio
Según las estadísticas de la Alianza de Baterías de Potencia, incluyendo todas las baterías de potencia para vehículos y la mayoría de las baterías de almacenamiento de energía, China produjo y vendió 1096,8 GWh y 1039,5 GWh de baterías de ion litio en 2024, respectivamente. Esto indica que, después del crecimiento anterior, la industria de las baterías de litio de China ha entrado en la era TWh.
Detrás de este glorioso logro de la era "TWh" se encuentra la inquebrantable confianza de las empresas aguas arriba y aguas abajo en la cadena de la industria de las baterías de litio en las perspectivas del mercado, su incansable búsqueda de la innovación tecnológica y sus visionarias disposiciones estratégicas. Sin embargo, no se puede ignorar el severo panorama competitivo al que se enfrenta actualmente la industria de las baterías de litio, con problemas como las guerras de precios y los desafíos operativos que se vuelven cada vez más evidentes.
Por ejemplo, las fluctuaciones en los precios del carbonato de litio han causado turbulencias en la cadena de la industria. Impulsadas por el aumento en las ventas nacionales de VEN, las baterías de carbonato de litio han estado en escasez desde 2021, lo que ha llevado a un aumento continuo en los precios del carbonato de litio. A medida que la oferta se saturó gradualmente, los precios del carbonato de litio comenzaron a retroceder a finales de 2022 y han estado disminuyendo desde entonces.
Una vez, el "litio" era la clave del éxito. Ahora, con la desaceleración de la demanda de los usuarios finales, los precios del litio han estado en una tendencia a la baja. Esto también ha hecho que las empresas en la cadena de la industria de las baterías de litio experimenten una "montaña rusa" en sus operaciones. Ganfeng Lithium, conocida como el "Rey del Litio", reportó pérdidas en 2024, marcando su primera pérdida desde su cotización en 2010.
En contraste, las baterías de ion sodio son muy esperadas debido a su rentabilidad y capacidad para superar los cuellos de botella de recursos. Las baterías de ion sodio no contienen litio ni cobalto, elementos esenciales para las baterías de potencia tradicionales. Además, la abundancia de sodio en la corteza terrestre es del 2,75 %, 400 veces mayor que la del litio. BYD también mencionó en su informe financiero que la abundancia global de recursos de sodio puede mitigar efectivamente el riesgo de escasez de recursos de litio.
Algunos expertos de la industria también han comentado: "La tecnología de las baterías de ion sodio ha llegado en el momento oportuno. Con los precios del carbonato de litio fluctuando como una montaña rusa, esto ha aliviado algo la presión sobre los fabricantes de automóviles".
Hu Yongsheng, director del Laboratorio de Energía Limpia del Instituto de Física de la Academia de Ciencias de China, declaró públicamente: "Una vez que las baterías de ion sodio logren una producción a gran escala, actuarán como un 'equilibrador' para el desarrollo de la industria de las baterías de litio de China, evitando que los precios de las baterías de litio fluctúen tan violentamente como antes".
Además, los problemas de seguridad de las baterías de litio aún persisten. Anteriormente, las baterías de litio eran muy buscadas por las empresas y el mercado debido a su alta densidad de energía. Ahora, a medida que la tasa de penetración de los VEN aumenta gradualmente, los problemas de seguridad de las baterías de litio se están volviendo más prominentes.
Li Shujun declaró que la capacidad de carga rápida de las baterías de ion sodio, que les permite cargarse completamente mientras mantienen una larga vida útil de ciclo, les da una clara ventaja sobre las baterías de ion litio, incluidas las futuras baterías de estado sólido. BYD también mencionó en su informe financiero que sus baterías de almacenamiento de energía de ion sodio ofrecen una seguridad, un rendimiento de ciclo y unos costos razonables y controlables superiores, mejorando aún más la competitividad de sus productos.
Frente al "dilema" de las baterías de litio, las baterías de ion sodio las complementan bien. Por lo tanto, Yuan Shuai cree que el desarrollo de las baterías de ion sodio debe abordarse con objetividad y racionalidad. En el futuro, las baterías de ion sodio y las baterías de litio coexistirán en una relación complementaria y mutuamente beneficiosa.
Se puede decir que las baterías de ion sodio, con sus ventajas de recursos abundantes, bajo costo y alta seguridad, se están integrando rápidamente en la cadena de la industria de la energía nueva como un importante complemento de las baterías de litio, proporcionando una nueva ruta tecnológica para la transformación energética global.
Listos para desafiar la línea de baterías LFP
Al repasar el desarrollo de las baterías de iones de sodio en el sector automotriz, ha sido un viaje de progreso constante y refinamiento del rendimiento del producto.
En julio de 2021, CATL lanzó su primera generación de baterías de iones de sodio, que pueden aplicarse a diversos escenarios de transporte electrificado, destacando especialmente en regiones de frío extremo, y también son lo suficientemente flexibles para satisfacer las necesidades de aplicación del sector de almacenamiento de energía. En abril de 2023, en la noche de la marca Chery iCAR, CATL anunció que las baterías de iones de sodio debutarían en los modelos de Chery.
A finales de 2023, el primer modelo eléctrico puro de clase A00 con baterías de iones de sodio, el JMC E200, desarrollado conjuntamente por Farasis Energy y JMC New Energy, salió oficialmente de la línea de producción.
En enero de 2024, JAC Ywei comenzó oficialmente la entrega masiva de la versión con baterías de iones de sodio del "Hada de las Flores" en Anqing, Anhui. El modelo está equipado con celdas cilíndricas de iones de sodio 32140 suministradas por HiNa Battery, con una capacidad de celda individual de 12Ah y una densidad de energía ≥130Wh/kg, adoptando una ruta técnica de óxido estratificado basado en cobre + carbono duro.
Entonces, ¿en qué etapa se encuentran las baterías de iones de sodio ahora? En la opinión de Li Shujun, "Estamos en vísperas de un avance en la industria de las baterías de iones de sodio, y la explosión del mercado es inminente. Todo se reduce a quién puede dar el empujón final".
Se informa que BYD también está comprometido con el desarrollo de un nuevo sistema químico con vida ultra larga, super seguridad y costo extremadamente bajo, habiendo establecido el proceso de producción para baterías de iones de sodio e implementado sistemas de almacenamiento de energía a nivel MWh, sentando una base sólida para la aplicación a gran escala de las baterías de iones de sodio.
CATL nunca ha abandonado el desarrollo de las baterías de iones de sodio. Cuando CATL lanzó su primera generación de baterías de iones de sodio en 2021, su innovador paquete de baterías híbridas de litio-sodio también debutó en el evento de lanzamiento. En octubre del año pasado, CATL lanzó la Batería Híbrida Super XuanYao para modelos de rango extendido/híbridos, que es la mejor encarnación de la complementariedad litio-sodio.
La tecnología pionera de integración del sistema de baterías AB de litio-sodio de CATL integra baterías de iones de sodio y de iones de litio en el mismo paquete de baterías, con la batería de iones de sodio colocada en la zona de baja temperatura del PACK, rompiendo así el cuello de botella del sistema a baja temperatura y aumentando el alcance a baja temperatura en un 5%. Esto no solo compensa las deficiencias actuales de densidad de energía de las baterías de iones de sodio, sino que también aprovecha su excelente rendimiento a baja temperatura, creando una solución "1+1>2".
Actualmente, la Batería Híbrida Super XuanYao se ha implementado en modelos de Li Auto, Avatr, Deep Blue, Changan Qiyuan y Neta Auto, con aproximadamente 30 modelos de múltiples marcas que se equiparán con ella.
CATL declaró además que el avance en la tecnología de la segunda generación de baterías de iones de sodio podría traer nuevas variables competitivas a la industria de la energía nueva.
Wu Kai, Científico Jefe de CATL, declaró previamente que la segunda generación de baterías de iones de sodio ha sido desarrollada y es capaz de operar normalmente en entornos extremadamente fríos. Wu Kai también mencionó que se espera que la segunda generación de baterías de iones de sodio se lance en 2025, con la capacidad de descargar normalmente a temperaturas tan bajas como -40°C, un rendimiento revolucionario que la hace prometedora para aplicaciones a gran escala en regiones extremadamente frías.
Actualmente, las baterías LFP generalmente tienen una densidad de energía de 120-180Wh/kg. Considerando el objetivo establecido por Robin Zeng en el lanzamiento de la primera generación de baterías de iones de sodio en 2021—desarrollar la próxima generación de baterías de iones de sodio con una densidad de energía superior a 200Wh/kg—se puede inferir que la segunda generación de baterías de iones de sodio de CATL se espera que iguale o incluso supere la densidad de energía de las baterías LFP. En una entrevista previa, Robin Zeng expresó confianza en los productos de la segunda generación de iones de sodio, creyendo que gradualmente reemplazarán las baterías LFP en algunos vehículos pequeños. La cadena de suministro se está preparando para la escala. En la opinión de Li Shujun, las baterías de iones de sodio, con sus ventajas únicas de carga rápida sin daño, resistencia a bajas temperaturas, seguridad en la sobre descarga y abundancia de recursos, trabajarán junto con las baterías de iones de litio para construir un nuevo ecosistema de "doble rueda motriz y ventajas complementarias" en la industria de la energía nueva, apoyando conjuntamente el sueño industrial de una China eléctrica y un futuro verde. Se informa que, en términos de procesos de fabricación, las baterías de iones de sodio pueden lograr una compatibilidad perfecta con el equipo y los procesos de producción de baterías de iones de litio, permitiendo un cambio rápido de línea de producción y un despliegue rápido de capacidad. Tan temprano como en el lanzamiento de la primera generación de baterías de iones de sodio, CATL ya había iniciado planes de industrialización correspondientes. En 2022, Sunwoda, en colaboración con Ronbay Technology y el Instituto de Materiales de Ningbo de la Academia China de Ciencias, asumió conjuntamente el proyecto de industrialización de materiales catódicos de baterías de iones de sodio del MIIT, promoviendo el desarrollo coordinado de la cadena de suministro. El 22 de marzo, la Oficina Nacional de Propiedad Intelectual anunció una patente de material anódico para baterías de iones de sodio de BTR, optimizando aún más la capacidad y el rendimiento cinético de las baterías de iones de sodio, añadiendo otro avance a la tecnología de baterías de iones de sodio. Hoy, la capacidad de la cadena de suministro de baterías de iones de sodio se está expandiendo continuamente. En Sichuan, Guangdong Yangguang Technology invertirá en la construcción de un proyecto de materiales catódicos y baterías de iones de sodio en la Zona de Desarrollo Económico de Ya'an, con ambas partes firmando el "Acuerdo de Inversión para el Proyecto de Materiales Catódicos y Baterías de Iones de Sodio" el 7 de abril. Se informa que el proyecto, liderado por una empresa estatal bajo el Grupo Yazhou, planea una inversión total de aproximadamente 500 millones de yuanes, con la primera fase construyendo una línea de producción para mil toneladas de materiales catódicos de iones de sodio anualmente, la segunda fase construyendo una línea de producción para cinco mil toneladas de materiales catódicos de iones de sodio anualmente, y la tercera fase construyendo una línea de producción para 1 GWh de baterías de iones de sodio anualmente. Se espera que la primera fase esté operativa este año. Sunwoda lanzó una batería de iones de sodio ultra baja temperatura en 2023, con alta densidad de energía, alta tasa de descarga C, adaptabilidad ultra baja temperatura y alta seguridad, satisfaciendo las necesidades de aplicación de BEVs y PHEVs de clase A00 a A, llevando las baterías de iones de sodio a la etapa práctica. Además, los escenarios de aplicación de las baterías de iones de sodio se están expandiendo gradualmente. BYD también es optimista sobre el potencial de las baterías de iones de sodio en el mercado de vehículos de dos ruedas. Según informes previos, BYD está implementando un proyecto piloto en Shenzhen para la aplicación integral de vehículos eléctricos de dos ruedas con baterías de iones de sodio cilíndricas grandes en escenarios de carga y cambio, con el objetivo de lograr la integración inteligente de vehículos, gabinetes y baterías. Sunwoda está acelerando la producción en masa de baterías de iones de sodio, planeando introducirlas primero en los mercados de ESS y vehículos eléctricos de baja velocidad. Notablemente, las baterías de iones de sodio, con sus ventajas únicas, proporcionan otra opción para el mercado de baterías ESS. Actualmente, en el contexto de desarrollar vigorosamente el almacenamiento de energía de nuevo tipo, las baterías de iones de sodio están brillando en el sector ESS. Según Gasgoo, HiNa Battery ha implementado una estrategia comercial de "doble rueda motriz para baterías de potencia y baterías ESS". Tan temprano como en 2023, HiNa Battery, en colaboración con el Grupo JAC, lanzó el primer lote mundial de vehículos eléctricos con baterías de iones de sodio. En 2024, completó la construcción de una estación de energía ESS de baterías de iones de sodio de 10 MWh con China Southern Power Grid y una estación de energía ESS de baterías de iones de sodio de 100 MWh con el Grupo Datang, ambas completamente conectadas a la red para operación comercial. Recientemente, HiNa Battery participó en la construcción de la estación de energía ESS de formación de red híbrida de litio-sodio más grande del país, el primer proyecto ESS de baterías de iones de sodio de 1P (tasa de 1 hora), pionero en el modelo comercial de la participación a gran escala de baterías de iones de sodio en operaciones compuestas de red de alta y baja tasa C, proporcionando una solución innovadora para la estabilidad dinámica de la red eléctrica bajo acceso de alta proporción de energía nueva. Li Shujun declaró que, en el futuro, HiNa Battery continuará explorando nuevos escenarios de aplicación para las baterías de iones de sodio basados en sus ventajas únicas. Se puede ver que, desde la perspectiva de toda la cadena de suministro, las empresas están impulsando avances tecnológicos e industrialización con doble rueda motriz, aprovechando sus capacidades maduras de fabricación de baterías e integración de la cadena de suministro para prepararse para la escala de las baterías de iones de sodio y aprovechar las oportunidades del mercado. Conclusión: Mientras las baterías de litio están profundamente atrapadas en restricciones de recursos y preocupaciones de seguridad, la tecnología de baterías de iones de sodio, con sus ventajas de recursos, competitividad de costos y características de seguridad, está abriendo un camino diferenciado. Desde la segunda generación de baterías de iones de sodio de CATL rompiendo el umbral de densidad de energía de 200 Wh/kg hasta la construcción de una estación de energía ESS híbrida de litio-sodio de 100 MW por HiNa Battery, el proceso de industrialización de las baterías de iones de sodio está formando un ciclo virtuoso de "avances tecnológicos-validación de escenarios-expansión de capacidad". Las baterías de iones de sodio no buscan derrocar la dinastía de las baterías de litio, sino construir un nuevo ecosistema de "doble rueda motriz" como complemento: la primera se enfoca en el terreno elevado de la densidad de energía, mientras que la última apunta al equilibrio de costo y seguridad. La esencia de esta iteración tecnológica es una práctica vívida de la estrategia de sistema de energía diversificado.
