Standard Energy представляє ванадій-іонну батарею з 1% деградацією
Ванадій має унікальні характеристики як матеріал для акумуляторів, оскільки він може віддавати електрони, не виходячи зі свого іонного стану, що забезпечує високу стійкість до циклічних навантажень. Південнокорейська компанія Standard Energy розробила батарею з деградацією лише 1% після 20 000 циклів. Компанія вже реалізувала 10 МВт-год проектів на своєму внутрішньому ринку і тепер прагне вийти на міжнародний рівень.
Південнокорейська компанія Standard Energy розробила батарею з деградацією лише 1% після 20 000 циклів тестування. Компанія використовує ванадій-іонні акумулятори (ViB).
Вона продемонструвала ViB на нещодавньому Тижні розумної енергетики в Токіо. Директор з проектів та маркетингу компанії Гючеол Лі (Gyucheol Lee) розповів, що 10 років тому компанія розробляла ванадієво-окислювально-проточні акумулятори. Однак цей тип акумуляторів ніколи не міг досягти ефективності вище 80% в обидва боки, оскільки для переміщення великої кількості електроліту з бака в бак потрібні були електричні насоси.
Тому компанія переключила свою увагу на використання ванадію так само, як і літію – в якості іонного акумулятора. За словами Лі, ванадій є чудовим кандидатом на роль катодного матеріалу, оскільки в його атомах багато вільних електронів і він має чотири іонні стани. Кілька іонних станів дозволяють його електронам рухатися без того, щоб матеріал переходив з металевого стану в іонний між зарядкою і розрядкою. За словами Лі, перехід з металевого стану в іонний сприяє зростанню катод-електроліт-інтерфази – основного режиму деградації в літій-іонних батареях.
Оскільки у ванадій-іонних батареях не відбувається розчинення металу, компанія протестувала свої батареї у власній лабораторії. Піддаючи їх циклічному розряду при високому ступені С, що дорівнює 3, зі 100% глибиною розряду протягом 20 000 циклів, компанія відзначила деградацію лише на 1%.
На додачу до цього чудового терміну служби, батареї також є безпечнішими, ніж їхні літій-іонні конкуренти. Standard Energy може використовувати водний електроліт у своїх батареях, що робить їх практично незаймистими. Поточний продукт також може похвалитися високою потужністю з коефіцієнтом C-rate 5, з ефективністю в обидва боки 96%, згідно з даними випробувань.
Високий коефіцієнт C потрібен лише іноді. Існують різні вимоги до енергії та потужності для різних застосувань. Лі сказав, що ванадій-іонні батареї не потребують зміни конструкції катода, як у випадку з літій-іонними батареями – маючи на увазі інші випадки використання батарей LFP, NMC і NCA. Ванадій-іонні батареї можуть бути спроектовані таким чином, щоб забезпечувати 10-годинну тривалість зберігання для фотоелектричних і вітрових систем або 5 C для ДБЖ і регулювання частоти без зміни конструкції катодів.
Однак є й певні недоліки. За словами Лі, ванадій набагато важчий за літій, що робить його батареї придатними лише для стаціонарних застосувань, таких як великомасштабні акумуляторні системи зберігання енергії (BESS) та домашні системи зберігання.
Інша проблема – вартість. Наразі ванадій дуже дорогий. Відтоді, як компанія почала розробляти продукт, ціна зросла у 20 разів. З виробничими потужностями, подібними до стартапу, і високими цінами на ресурси, батареї коштують приблизно вдвічі дорожче, ніж літій-іонні батареї за конкурентними цінами.
Лі сподівається, що продукт стане більш конкурентоспроможним, коли через два роки почне працювати запланована гігафабрика компанії. Він також вважає, що ціни на ванадій можуть знову знизитися. Ванадій не є дефіцитним, його великі запаси доступні в Австралії, Китаї та Південній Кореї. Нові гірничодобувні проекти можуть знизити ціну на сировину.
Компанія почала продавати свою продукцію в Південній Кореї в грудні 2023 року. Наразі вона продала 10 МВт-год батарей. Standard Energy продає комплексні системи і допомагає розробникам проєктів та інженерним підрядникам з установкою та проєктуванням систем. Зараз компанія очікує на сертифікацію для використання в японських мережах. Європейська сертифікація може зайняти ще від двох до п’яти років, але зараз вона знаходиться на стадії планування, сказав Лі.