Standard Energy представила ванадий-ионный аккумулятор с деградацией 1%
Ванадий обладает уникальными характеристиками в качестве материала для аккумуляторов, поскольку он может отбрасывать электроны, не переходя в ионное состояние, что обеспечивает высокую стабильность при циклическом использовании. Южнокорейская компания Standard Energy разработала батарею с деградацией всего на 1% после 20 000 циклов. Компания уже реализовала 10 МВт-ч проектов на своем внутреннем рынке и теперь намерена выйти на международный рынок.
Южнокорейская компания Standard Energy разработала батарею, деградация которой составила всего 1% после 20 000 циклов испытаний. Компания использует ванадий-ионные батареи (ViB).
Она продемонстрировала ViB на недавней выставке Smart Energy Week в Токио. Директор по проектам и маркетингу компании Гючеол Ли рассказал, что 10 лет назад компания занималась разработкой ванадий-редоксных проточных батарей. Однако эффективность такого типа батарей никогда не могла превысить 80 % в обе стороны, поскольку для перемещения большого количества электролита из бака в бак требовались электрические насосы.
Поэтому компания переключила свое внимание на использование ванадия так же, как и лития, — в качестве ионного аккумулятора. По словам Ли, ванадий является интересным кандидатом на создание катодных материалов, поскольку в его атомах имеется много свободных электронов и четыре ионных состояния. Множественные ионные состояния позволяют электронам перемещаться без перехода материала из металлического в ионное состояние между зарядкой и разрядкой. По словам Ли, переход из металлического в ионное состояние способствует росту межфазной фазы катод-электролит — основному способу деградации в литий-ионных батареях.
Поскольку в ванадий-ионных батареях растворение металла не происходит, компания провела испытания своих батарей в лаборатории. Циклируя их при напряженном режиме C-rate 3, со 100% глубиной разряда в течение 20 000 циклов, компания отметила деградацию всего на 1%.
В дополнение к такому превосходному сроку службы батареи также утверждается, что они более безопасны, чем их литий-ионные конкуренты. Standard Energy может использовать водные электролиты в своих батареях, что делает их практически невоспламеняемыми. Нынешний продукт также может похвастаться высокой мощностью при C-rate 5, а эффективность в обе стороны составляет 96 %, согласно данным испытаний.
Высокие показатели C-скорости нужны лишь иногда. В разных областях применения существуют различные требования к доставке энергии и мощности. Ли сказал, что ванадий-ионные батареи не требуют изменения конструкции катода, как литий-ионные батареи, ссылаясь на другие варианты использования батарей LFP, NMC и NCA. Ванадий-ионные батареи могут быть разработаны для обеспечения 10-часового хранения энергии для фотоэлектрических и ветряных систем или 5 C для ИБП и регулирования частоты без изменения конструкции катода.
Однако есть и некоторые недостатки. По словам Ли, ванадий намного тяжелее лития, что делает его батареи пригодными только для стационарных применений, таких как крупные аккумуляторные системы хранения энергии (BESS) и бытовые системы хранения.
Другой проблемой является стоимость. В настоящее время ванадий очень дорог. С тех пор как компания начала разработку продукта, цена выросла в 20 раз. С учетом того, что производственные мощности на начальном этапе невелики, а цены на ресурсы высоки, стоимость батарей примерно вдвое выше, чем у конкурирующих литий-ионных батарей.
Ли сказал, что надеется, что цена на продукт станет более конкурентоспособной, когда через два года начнет работу запланированная компанией гигафабрика. Он также считает, что цены на ванадий могут снова снизиться. Ванадий не является дефицитом, его большое количество имеется в Австралии, Китае и Южной Корее. Новые проекты по добыче могут снизить цены на сырье.
Компания начала продавать свою продукцию в Южной Корее в декабре 2023 года. На данный момент продано 10 МВт-ч батарей. Standard Energy продает готовые системы и помогает разработчикам проектов и инженерным подрядчикам с установкой и проектированием системы. Сейчас компания ожидает сертификации для использования в японских сетях. Европейская сертификация может занять еще от двух до пяти лет, но сейчас она находится на стадии планирования, говорит Ли.