Темпы развития натрий-ионных аккумуляторов растут, но проблемы остаются

Натрий-ионные аккумуляторы становятся новым игроком на рынке аккумуляторов, предлагая возможности диверсифицировать химический состав аккумуляторов и цепочки поставок в период растущего глобального спроса на электромобили и накопители энергии. Натрий-ионные батареи, разрабатываемые в лабораториях с начала 1980-х годов, работают на тех же фундаментальных принципах, что и литий-ионные батареи, которые в настоящее время доминируют на рынке, однако их путь к коммерциализации был заметно медленнее.

В то время как литий-ионные батареи начали коммерческое использование в 1990-х годах (первые электромобили появились в Японии в 1996 году), натрий-ионные батареи стали применяться в транспортных средствах гораздо позже: первый электромобиль с натрий-ионным двигателем был представлен в Китае только в конце 2023 года. Первая аккумуляторная система с использованием натрий-ионных батарей была установлена ​​несколькими годами ранее, в 2019 году в Китае. Однако в 2025 году их общее мировое производство составило менее 1% от производства литий-ионных технологий.

Недавние технологические достижения и инвестиционные объявления позволяют предположить, что эта динамика начинает меняться. CATL, крупнейший в мире производитель аккумуляторов, выпустил натрий-ионные аккумуляторы второго поколения и подтвердил планы по их коммерческому внедрению в различных секторах, начиная с 2026 года. BYD, второй по величине производитель, в январе 2024 года начал строительство своего первого завода по производству натрий-ионных аккумуляторов, ориентированного на применение в электромобилях, сетевых хранилищах и промышленности. Hina, небольшой китайский производитель аккумуляторов и первый, кто начал питать электромобили с помощью натрий-ионных аккумуляторов, в прошлом году также выпустила усовершенствованную натрий-ионную батарею, предназначенную для электромобилей.

Эти инвестиции обусловлены, прежде всего, целями улучшения характеристик аккумуляторов в холодном климате и снижения подверженности волатильности цен на литий. Натрий-ионные батареи демонстрируют значительно лучшие характеристики при низких температурах, чем литий-ионные батареи, особенно литий-железо-фосфатные (LFP). Натрий-ионные батареи последнего поколения могут сохранять около 90% номинальной емкости при температуре до -40 °C и работать при температуре до 70 °C.

Кроме того, натрий-ионные аккумуляторы не используют литий, цены на который в последние годы подвержены колебаниям. Для крупнейших мировых производителей аккумуляторов, которые способны поддерживать несколько цепочек поставок параллельно, опыт и производственные мощности в области ионов натрия могут выступать в качестве стратегической защиты от риска скачков цен на литий, позволяя при необходимости быстро переключаться. Эта гибкость может стать все более ценной. Хотя цены на литий остаются примерно на 70% ниже пика 2022 года, за последний год они выросли вдвое. Текущий уровень цен на литий еще недостаточно высок, чтобы натрий-ионные батареи могли снизить затраты на LFP в большинстве применений, но натрий-ионная технология уже экономически эффективна для электромобилей и стационарных аккумуляторов в особенно холодном климате. Его также можно использовать в аккумуляторных блоках гибридных электромобилей, чтобы ограничить потери запаса хода в холодную погоду.

Несмотря на недавний прогресс, натрий-ионные батареи по-прежнему ограничены более низкой плотностью энергии, чем преобладающие литий-ионные технологии. Новейшие натрий-ионные элементы достигают мощности примерно до 175 Втч/кг по сравнению с 205 Втч/кг для батарей LFP и 255 Втч/кг для литий-никель-кобальт-оксид-марганцевых батарей (NMC). На практике это означает запас хода до 350 км для среднего внедорожника, оснащенного натрий-ионными аккумуляторами, по сравнению с запасом хода 400–600 км для литий-ионных аккумуляторов при средних погодных условиях.

Натриево-ионные аккумуляторы часто называют способом снизить зависимость от важнейших минералов и диверсифицировать цепочки поставок аккумуляторов. Это утверждение верно лишь частично. Хотя натрий-ионные батареи не требуют лития и графита, химические процессы, наиболее близкие к коммерческому использованию, основаны на других важных минералах, таких как никель и марганец, обработка которых остается высококонцентрированной географически. Более того, глобальные цепочки поставок натрий-ионных батарей гораздо менее развиты, чем литий-ионных батарей, что ограничивает краткосрочные перспективы их крупномасштабного внедрения.

Хотя натрий-ионные батареи со временем могут обеспечить более географически диверсифицированные цепочки поставок, текущие проекты указывают в противоположном направлении. Почти все существующие мировые мощности по производству ионов натрия расположены в Китае, на который также будет приходиться более 95% мощностей к 2030 году, если учитывать уже установленные и объявленные производственные мощности.

Распространение этой технологии за пределами Китая остается сложной задачей. Корейская компания LG Energy Solution, третий по величине производитель аккумуляторов в мире, объявила о запуске пилотной линии по производству натрий-ионных аккумуляторов на своем существующем заводе в Нанкине, Китай. Этот выбор подчеркивает привлекательность быстро развивающейся натрий-ионной экосистемы Китая. Недавнее закрытие Natron Energy, американской компании по производству натрий-ионных аккумуляторов, еще раз подчеркивает проблемы построения конкурентоспособных цепочек поставок натрий-ионных аккумуляторов за пределами Китая.

Концентрация производственных мощностей и опыта по производству натрий-ионных аккумуляторов выходит за рамки производства элементов и включает в себя такие ключевые компоненты, как катодные и анодные активные материалы и их предшественники. Как и в случае с литий-ионными аккумуляторами, где Китай играет центральную роль в переработке ряда важнейших полезных ископаемых и производстве ключевых компонентов аккумуляторов, это усиливает риски в цепочке поставок. Однако добыча минералов, используемых в компонентах натрий-ионных аккумуляторов, более географически диверсифицирована, чем добыча минералов, используемых в литий-ионных батареях, что дает потенциальное преимущество в обеспечении устойчивости цепочки поставок.

Натрий-ионные аккумуляторы находятся на пути к коммерческому успеху, и 2026 год может оказаться поворотным годом для усилий по масштабированию этой технологии. Тем не менее, высокооптимизированные и недорогие литий-ионные аккумуляторы – особенно новейшие технологии LFP – продолжают предлагать преимущества в плотности энергии, зрелости цепочки поставок и стоимости. Для того чтобы натрий-ионные батареи могли конкурировать на более равных условиях, потребуются либо устойчивые более высокие цены на литий, либо технологические достижения, которые значительно улучшат плотность энергии натрий-ионных батарей.

Несмотря на эти проблемы, производительность натрий-ионных аккумуляторов уже достаточна для конкретных применений, особенно в холодном климате и в гибридных аккумуляторных системах, в которых сочетаются литий-ионные и натрий-ионные элементы. В этих приложениях натрий-ионные аккумуляторы могут дополнять литий-ионные технологии для удовлетворения различных потребностей клиентов.

Натрий-ионные батареи будут способствовать диверсификации технологий, а поставки составляющих их материалов, как правило, более географически диверсифицированы, чем поставки литий-ионных батарей. Однако риски концентрации при производстве натрий-ионных аккумуляторов и их компонентов остаются значительными. Текущие инвестиционные планы предполагают, что Китай может играть, по крайней мере, такую ​​же большую роль, как и в индустрии литий-ионных аккумуляторов. Устранение этих рисков посредством большей диверсификации цепочек поставок потребует увеличения инвестиций, партнерства с ведущими производителями аккумуляторов и более тесного международного сотрудничества.