Οι μπαταρίες sodium-ion ετοιμάζονται να μπουν σε αυτοκίνητα παραγωγής, όχι για να κινήσουν τους τροχούς αλλά για να αντικαταστήσουν τις συμβατικές μπαταρίες στα βοηθητικά ηλεκτρικά συστήματα.
Όταν ακούμε για νέες τεχνολογίες μπαταριών, το μυαλό πηγαίνει συνήθως στην αυτονομία ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Στην περίπτωση των μπαταριών ιόντων νατρίου, όμως, η πρώτη μεγάλη εφαρμογή τους μπορεί να βρίσκεται αλλού και συγκεκριμένα στη μικρή βοηθητική μπαταρία που διαθέτουν ακόμη και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Η κινεζική Xupai θα προμηθεύει από το 2027 την Arcfox της BAIC με μπαταρίες sodium-ion για το κύκλωμα των 12 Volt. Η συμφωνία αφορά τουλάχιστον 200.000 αυτοκίνητα και αποτελεί ένα από τα πρώτα μεγάλα βήματα της συγκεκριμένης τεχνολογίας σε εφαρμογές χαμηλής τάσης.
Τι κάνει όμως αυτή η δεύτερη μπαταρία σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο; Πριν ενεργοποιηθεί η μεγάλη μπαταρία υψηλής τάσης, χρειάζεται μια ανεξάρτητη πηγή ενέργειας για λειτουργίες όπως τα φώτα, οι οθόνες, οι ηλεκτρικές ρυθμίσεις των καθισμάτων και γενικότερα τα ηλεκτρονικά συστήματα που πρέπει να είναι διαθέσιμα μόλις ο οδηγός μπει στο αυτοκίνητο. Όταν αυτό ξεκινήσει, η βοηθητική μπαταρία συνεργάζεται με τον μετατροπέα DC-DC και λειτουργεί παράλληλα ως εφεδρική πηγή τροφοδοσίας.
Μέχρι σήμερα αυτή τη δουλειά αναλαμβάνουν κυρίως μπαταρίες μολύβδου ή, σε νεότερες εφαρμογές, λιθίου. Το νάτριο όμως αρχίζει να αποκτά ενδιαφέρον, καθώς σε ένα σύστημα 12 Volt η μεγάλη ενεργειακή πυκνότητα δεν είναι τόσο σημαντική όσο στην μπαταρία που κινεί το αυτοκίνητο.
Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα είναι η συμπεριφορά στις ακραίες θερμοκρασίες. Σύμφωνα με τη Xupai, οι δικές της μπαταρίες sodium-ion μπορούν να λειτουργούν από τους -20 έως τους 80 βαθμούς Κελσίου χωρίς ξεχωριστό σύστημα θερμικής διαχείρισης. Αυτό απλοποιεί την κατασκευή και κυρίως μειώνει το κόστος.
Υπάρχει και ένα ακόμη πλεονέκτημα: η τιμή. Οι μπαταρίες λιθίου υψηλής ισχύος που χρησιμοποιούνται σήμερα σε τέτοιες εφαρμογές κοστίζουν περίπου 0,12-0,20 δολάρια ανά Wh, ενώ σύμφωνα με τη Xupai η αντίστοιχη τιμή για μια μπαταρία νατρίου βρίσκεται περίπου στα 0,10 δολάρια ανά Wh.
Το νάτριο δεν είναι καινούργια ιδέα στις μπαταρίες. Η τεχνολογία εξελίσσεται εδώ και δεκαετίες, αλλά οι πρώτες εφαρμογές είχαν προβλήματα με τη διατήρηση της χωρητικότητας και δεν μπορούσαν να ανταγωνιστούν σε κόστος τις κλασικές μπαταρίες μολύβδου. Τα τελευταία χρόνια όμως η διάρκεια ζωής και η απόδοσή τους έχουν βελτιωθεί αρκετά ώστε να αρχίζουν να αποκτούν εμπορικό ενδιαφέρον.
Και η χρονική στιγμή μόνο τυχαία δεν είναι. Τα σύγχρονα αυτοκίνητα έχουν όλο και περισσότερες ηλεκτρικές απαιτήσεις. Μεγάλες οθόνες, ισχυροί υπολογιστές, συστήματα υποβοήθησης του οδηγού, δεκάδες μονάδες ελέγχου και συνεχής συνδεσιμότητα αυξάνουν τις ανάγκες του κυκλώματος χαμηλής τάσης.
Αυτός είναι και ο λόγος που η συζήτηση δεν σταματά στα 12 Volt. Τα ηλεκτρικά συστήματα 48 Volt αναμένεται να χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο, καθώς μπορούν να μεταφέρουν την ίδια ισχύ με μικρότερη ένταση ρεύματος. Στην πράξη αυτό επιτρέπει λεπτότερα και ελαφρύτερα καλώδια, μειώνει τις ηλεκτρικές απώλειες και αφήνει μεγαλύτερα περιθώρια για συστήματα υψηλής κατανάλωσης.
Οι εκτιμήσεις για το νάτριο είναι μάλιστα αρκετά φιλόδοξες. Η γερμανική IAV θεωρεί ότι μέσα στην επόμενη δεκαετία οι μπαταρίες sodium-ion θα μπορούσαν να φτάσουν ακόμη και στο 90% των εφαρμογών χαμηλής τάσης στα αυτοκίνητα.
Αυτό βέβαια δεν σημαίνει ότι το νάτριο ετοιμάζεται να αντικαταστήσει το λίθιο στις μεγάλες μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Τουλάχιστον όχι σε αυτή την εφαρμογή. Εκεί η ενεργειακή πυκνότητα παραμένει κρίσιμη, αφού επηρεάζει άμεσα το βάρος και την αυτονομία.
Στα 12 ή στα 48 Volt όμως οι προτεραιότητες είναι διαφορετικές. Χαμηλό κόστος, αντοχή στις θερμοκρασίες, μεγάλη διάρκεια ζωής, ασφάλεια και δυνατότητα παροχής αρκετής ισχύος έχουν μεγαλύτερη σημασία από το πόση ενέργεια μπορεί να χωρέσει σε κάθε κιλό μπαταρίας.
Και κάπως έτσι, μια τεχνολογία που συζητούσαμε κυρίως ως πιθανή εναλλακτική λύση για τις μεγάλες μπαταρίες των EV μπορεί τελικά να μπει μαζικά στα αυτοκίνητα από μια πολύ μικρότερη πόρτα: εκείνη της παλιάς καλής μπαταρίας των 12 Volt.
