[Phân tích SMM] Trắng Phổ Ru-xi: Một vật liệu đặc thù nhưng phi thường. Làm thế nào để nó duy trì khả năng cạnh tranh với chi phí thấp?

Tin tức SMM ngày 18 tháng 6:

Được thúc đẩy bởi mục tiêu trung hòa carbon, pin ion natri đã xuất hiện trong các lĩnh vực lưu trữ năng lượng và ứng dụng khởi động/dừng do nguồn tài nguyên dồi dào và chi phí thấp. Trong số ba tuyến đường chính cho cathode của pin ion natri, tuyến đường Prussian đang dần thu hút sự chú ý. Hiện nay, vật liệu Prussian được chia thành Prussian blue và Prussian white. Nguyên nhân chính của sự khác biệt màu sắc giữa hai cathode này nằm ở nước tinh thể. Prussian white yêu cầu khử nước hơn nữa dựa trên Prussian blue, đòi hỏi phải kiểm soát chính xác nước tinh thể.

I. Đặc điểm và Nguyên lý hoạt động của Prussian white

Prussian white, có tên hóa học là natri sắt xyanua, có cấu trúc khung mở độc đáo. Cấu trúc này cung cấp một kênh truyền dẫn rộng rãi và có điện trở thấp cho các ion natri, cho phép chúng nhanh chóng xen vào và thoát ra trong quá trình sạc và xả, và mang lại cho pin hiệu suất tốc độ tuyệt vời, tức là khả năng sạc và xả nhanh chóng ở dòng điện cao. Đồng thời, các nguyên tố cấu thành của nó, sắt và natri, có sẵn rộng rãi và có hiệu quả về chi phí, tạo nền tảng kinh tế cho việc thương mại hóa quy mô lớn pin ion natri.

II. Lợi thế về hiệu suất

(I) Dung lượng riêng cao

Dung lượng riêng lý thuyết của Prussian white đạt 155mAh/g. Trong các ứng dụng thực tế, thông qua tối ưu hóa công nghệ, dung lượng riêng của vật liệu sản xuất hàng loạt của nó có thể đạt khoảng 155mAh/g. Pin Prussian white có mật độ năng lượng tương đối cao, kéo dài tuổi thọ pin và đáp ứng yêu cầu mật độ năng lượng cao của các nhà máy điện lưu trữ năng lượng kéo dài (LDES).

(II) Độ ổn định chu kỳ cao

Nhờ có cấu trúc ổn định, Prussian white có thể duy trì hiệu suất tốt sau nhiều chu kỳ sạc/xả. Theo các tài liệu liên quan, khi được chu kỳ ở tốc độ 1C, tỷ lệ duy trì dung lượng của nó là ≥90%, đảm bảo tuổi thọ pin dài, giảm chi phí thay thế và nâng cao tính kinh tế và độ tin cậy của hệ thống. Lợi thế này đặc biệt rõ rệt trong các kịch bản lưu trữ năng lượng với chu kỳ sạc/xả thường xuyên.

(III) Khả năng thích ứng nhiệt độ rộng

Prussian white duy trì hiệu suất ổn định trong phạm vi nhiệt độ từ -20℃ đến 60℃, không có sự suy giảm đáng kể. Nó có thể thích ứng với sự chênh lệch nhiệt độ ở các khu vực khác nhau và sự thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh mà không cần một hệ thống quản lý nhiệt phức tạp. Cho dù là trong mùa đông lạnh giá của miền Bắc hay mùa hè nóng bức của miền Nam Trung Quốc, pin màu trắng Phổ vẫn có thể hoạt động bình thường, giảm chi phí hệ thống và khó khăn trong bảo trì.

(IV) Độ an toàn cao

Màu trắng Phổ có tính ổn định nhiệt tuyệt vời, làm cho nó ít có khả năng bị mất kiểm soát nhiệt do quá nóng. Tính chất hóa học của nó ổn định và khó có thể phản ứng mạnh với chất điện phân, về cơ bản làm giảm nguy cơ cháy và nổ pin, tạo ra rào cản an toàn cho việc sử dụng pin. Độ an toàn cao của nó đặc biệt có giá trị trong các cơ sở lưu trữ năng lượng và xe điện ở các khu vực đông dân cư.

III. Đột phá công nghệ và tiến trình công nghiệp hóa

Hiện nay, vẫn còn tương đối ít doanh nghiệp trong nước sản xuất màu trắng Phổ. Công ty TNHH Công nghệ Năng lượng mới Natri Ôn Châu đã đạt được kết quả đáng kể trong nghiên cứu và phát triển màu trắng Phổ. Công ty đã tối ưu hóa công nghệ chuẩn bị cho màu trắng Phổ đơn tinh thể, vượt qua thách thức kiểm soát chính xác nước tinh thể, đạt được kiểm soát chính xác hàm lượng nước tinh thể, tăng cường độ tinh thể và độ tinh khiết của vật liệu, và cải thiện hiệu suất điện hóa. Hiện nay, dây chuyền sản xuất của công ty với công suất 1.200 tấn/năm màu trắng Phổ đã bắt đầu hoạt động vào tháng 10 năm 2024. Kế hoạch mở rộng công suất lên 10.000 tấn đang được tiến hành ổn định. Tận dụng kinh nghiệm từ dây chuyền thí nghiệm 100 tấn của mình, quy trình sản xuất của công ty được đơn giản hóa, chi phí có thể kiểm soát được và hiệu suất an toàn vượt trội. Công ty đã nổi lên là một đối tác đáng chú ý trong hệ sinh thái ngành công nghiệp pin ion natri, hình thành quan hệ đối tác chiến lược với nhiều doanh nghiệp hàng đầu để hỗ trợ khách hàng pin điện phân phát triển pin ion natri hiệu suất cao. Sản phẩm của công ty được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xe hai/ba bánh, xe bốn bánh tốc độ thấp, nguồn điện khởi động/dừng cho ô tô/xe máy, hệ thống lưu trữ năng lượng và nguồn điện đặc biệt, thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng mới và quá trình chuyển đổi sang thực tiễn xanh và carbon thấp.

IV. Triển vọng ứng dụng

Màu trắng Phổ có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong các hệ thống lưu trữ năng lượng, tính ổn định chu kỳ cao và khả năng thích ứng nhiệt độ rộng của nó đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của các nhà máy điện ESS, giảm chi phí bảo trì và thay thế. Trong lĩnh vực động cơ khởi động - dừng, những ưu điểm về hiệu suất của nó có thể tối ưu hóa hiệu suất pin, cho phép tỷ lệ C cao và tuổi thọ chu kỳ dài cho các nguồn điện khởi động - dừng. Trong tương lai, với những tiến bộ công nghệ và mở rộng công suất, Prussian white được kỳ vọng sẽ trở thành một trong những vật liệu cathode quan trọng, thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp pin ion natri và đóng góp cho quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu.

Là một vật liệu cathode cho pin ion natri, Prussian white đã nổi lên trong lĩnh vực năng lượng mới nhờ những ưu điểm như dung lượng riêng cao và độ ổn định chu kỳ cao. Với những đột phá công nghệ và sự tiến bộ của công nghiệp hóa, triển vọng ứng dụng của nó sẽ trở nên rộng lớn hơn nữa, đóng góp cho việc thực hiện các thực tiễn xanh và carbon thấp cũng như phát triển năng lượng bền vững.

Nhóm nghiên cứu năng lượng mới SMM

Vương Tùng 021-51666838

Mã Thụy 021-51595780

Phùng Địch Thăng 021-51666714

Lữ Ngạn Lâm 021-20707875