لقد اجتذب توليد الطاقة وتخزينها للتطبيقات اليومية قدرًا كبيرًا من الاهتمام في العقدين الماضيين. أدت أنشطة البحث والتطوير المستمرة على البطاريات القابلة لإعادة الشحن إلى تقدم كبير في العديد من المجالات. في السنوات السابقة، كانت الإلكترونيات المحمولة هي المحرك البارز لتطوير البطاريات القابلة لإعادة الشحن. ومع ذلك، فإن التطورات الأخيرة في السيارات الكهربائية وضعت صناعة البطاريات في دائرة الضوء.
ظلت بطاريات الليثيوم أيون في طليعة صناعة البطاريات القابلة لإعادة الشحن، ولكن السوق المتنامي باستمرار يفرض ضغوطًا منتظمة على الموارد وسلاسل التوريد الخاصة بصناعة بطاريات الليثيوم أيون. ولذلك، يتم إعادة النظر في بطاريات أيونات الصوديوم الجديدة، كونها أقل عرضة لمخاطر الموارد والإمدادات، لتوفير بديل أقل تكلفة. وبما أن بطاريات ليثيوم أيون تكلف ما بين 30 إلى 40% من تكلفة السيارة الكهربائية، فمن المعتقد أن النطاق السعري للسيارات الكهربائية يمكن تخفيضه بشكل كبير إذا تم تصنيع بطاريات أيون الصوديوم على نطاق واسع واستبدالها ببطاريات ليثيوم أيون.
في عام 2020، أنشأ باحثون من جامعة ولاية واشنطن (WSU) ومختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL) بطارية أيون الصوديوم. التي قدمت القدرة مطابق إلى بعض بطاريات الليثيوم أيون واحتفظت بأكثر من 80 بالمائة من شحنتها بعد 1,000 دورة. إن تصنيع بطارية يحتمل أن تكون مجدية من مواد وفيرة ورخيصة مثل الصوديوم خلق الكثير من الإثارة في البطارية تصنيع مجتمع. نتيجة ل, هيه sجحد-يبدو بطارية أيون مثل an البديل إلى لي باهظة الثمنالثيومبطاريات أيون أن . في كل مكان تستخدم لصنع الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية المحمولة والمركبات الكهربائية بطاريات.
الشكل 1: WSU دكتوراه خريج جونهوا ابتكر سونج وزملاؤه بطارية أيون الصوديوم التي تحتوي على قدر كبير من الطاقة وتعمل بالإضافة إلى بعض كيمياء بطاريات أيون الليثيوم التجارية.
نظرا لها واعد في المستقبل، أظهرت تكنولوجيا بطاريات أيون الصوديوم نمواً هائلاً في براءات الاختراع استمارتنا الإيداعات انتهت هيه العشرين الماضية انتمARS (الشكل 2). وقد تم تقديم أكثر من 18000 طلب براءة اختراع في السنوات الخمس الماضية في هذا المجال. الصين، US, واليابان تقف في ال تيشرت ثلاث وظائف في جميع أنحاء العالم من حيث عدد من إيداعات براءات الاختراع في هذا المجال، مع وجود الصين قدم الأكثر من ذلك من 16000 التطبيقات في العشرين سنة الماضية (الشكل 3). الهند، كونها أ وقد شهدت السوق المحتملة في هذا المجال التكنولوجي أيضًا العديد من إيداعات براءات الاختراع في تكنولوجيا بطاريات أيون الصوديوم، في السنوات القليلة الماضية.
الشكل 2: إيداعات طلبات براءات الاختراع في بطاريات أيون الصوديوم هيه سنوات 20 الماضية
الشكل 3: إيداعات براءات الاختراع على مستوى الدولة في مجال تكنولوجيا بطاريات أيون الصوديوم
بالإضافة إلى الشركات، شاركت الجامعات ومعاهد البحوث أيضًا بنشاط في تطوير أيون الصوديوم-البطاريات القائمة في السنوات القليلة الماضية. تحليل لـ 3,366 عائلة من براءات اختراع بطاريات أيون الصوديوم خلال السنوات الخمس الماضية باتسناب كشفت جامعة سنترال ساوث، وجامعة شنشي للعلوم والتكنولوجيا، وشكلت جامعة قوانغدونغ للتكنولوجيا 8.26% من إيداعات براءات الاختراع خلال هذه الفترة (الشكل 4).
الشكل 4: تسجيل براءات الاختراع من جامعات مختلفة والمعاهد في السنوات الخمس الماضية
مقارنة مع غيرها أنواع من البطاريات، tيستخدم بطاريات أيون الصوديوم ويوفر مزايا مختلفة ل المصنعين والمستهلكين بما في ذلك مستوى أعلى من الأمان، ونطاق واسع من درجات الحرارة، وأسعار في متناول الجميع، و خفيفة الوزن, كما هو مبين في الشكل 5. بالرغم ان هيه كثافة الطاقة لبطاريات أيون الصوديوم أقل من بطاريات الليثيوم، ومع ذلك، مع الجهود المستمرة لـ هيه ومن المتوقع للمجتمع العلمي أن تعمل بطاريات أيون الصوديوم بما يتماشى مع خلايا أيون الليثيوم في المستقبل القريب.
الشكل 5: مزايا استخدام بطاريات أيون الصوديوم
وفقا ل CATL (المعاصرة Amperex Technology Co., Limited)، وهي شركة صينية رائدة في تصنيع البطاريات، كثافة الطاقة للجيل القادم من أيونات الصوديوم بطاريات سوف تتجاوز 200Wh/kg في المرة القادمة.
يوضح الشكل 6 بعض تطبيقات بطاريات أيونات الصوديوم في الصناعة. ومن بين هذه التطبيقات، تتمتع صناعة السيارات الكهربائية بإمكانات أكبر لبطاريات أيونات الصوديوم وقد تم تقديم عدد من طلبات براءات الاختراع لنفس الغرض. أظهرت الإحصائيات أن أكثر من 1250 براءة اختراع نشطة في مجال بطاريات أيون الصوديوم في المركبات الكهربائية (الشكل 7).
في نوفمبر 2022، صرح أحد المسؤولين التنفيذيين في CATL أن بطاريات أيون الصوديوم الأولية المستخدمة في مركبات الإنتاج قد تستخدم تكامل بطاريات ليثيوم أيون وأيونات الصوديوم. يتيح هذا النهج لبطاريات أيونات الصوديوم أن تكون قادرة على دعم السيارات الكهربائية بمدى يصل إلى 500 كيلومتر (من المتوقع استخدام بطاريات أيون الصوديوم في المركبات الكهربائية التي يصل مداها إلى 500 كيلومتر، حسبما تقول شركة CATL Exec – أخبار البطاريات تم النشر في نوفمبر 2022).
الشكل 6: تطبيقات بطارية أيون الصوديوم
الشكل 7: إحصائيات براءات الاختراع برادة للصوديوم-بطاريات أيون في سياق السيارة الكهربائية
في الوقت الحاضر، تعد تكنولوجيا بطاريات الليثيوم أيون صناعة ضخمة مع القيمة السوقية of حوالي 42.5 مليار دولار أمريكي في عام 2021. ومن ناحية أخرى، لا تزال صناعة بطاريات أيون الصوديوم في مرحلة مهدها من التطوير و is من المتوقع أن تنمو بسرعة مع دخول لاعبين جدد إلى النظام البيئي في السنوات القادمة. بعض اللاعبين البارزين في صناعة بطاريات أيون الصوديوم تشمل كاتل، فاراديون, هينا البطارية، الخ. A fالمزيد من اللاعبين الناشئين الآخرين تظهر في الشكل 8.
الشكل 8: لاعبين بارزين في مجال تكنولوجيا بطاريات أيون الصوديوم
فاراديون محدود is شركة رائدة في مجال تكنولوجيا البطاريات وجودn محفظة IP واسعة النطاق، كما هو مبين في الشكل 9, تغطي عدة جوانب من تكنولوجيا أيون الصوديوم. مدين ل a مستقبل واعد و حقدمت أكثر من 180 طلبات براءات الاختراع في هذا المجال على الصعيد العالمي, ملكية 100% من فاداريون Lمقلد هاve كان استحوذت عليها شركة ريلاينس نيو إنيرجي سولار المحدودة ("RNESL"), a كليا-مملوكة شركة تابعة لشركة ريلاينس إندستريز المحدودة ("ريلاينس")، بقيمة مؤسسية تبلغ 100 مليون جنيه استرليني (https://faradion.co.uk/reliance-new-energy-solar-to-acquire-faradion-limited/ تم النشر في 31 ديسمبر 2021). فاراديون صرح الرئيس التنفيذي جيمس كوين أن "جنبًا إلى جنب مع ريلاينس، فاراديون يمكن أن يجلب الابتكار البريطاني إلى الهند والعالم، حيث يتطلع العالم بشكل متزايد إلى ما هو أبعد من الليثيوم.
الشكل 9: يوفر مصباح السقف Aqara LED TXNUMXM من Aqara LED إمكانات إضاءة ذكية متقدمة تعمل على تحويل مساحتك بسهولة. بفضل توافقه مع Matter ودعم Zigbee XNUMX، يتكامل بسلاسة مع منصات المنزل الذكي مثل HomeKit وAlexa وIFTTT للتحكم السهل. توفر تقنية RGB+IC تأثيرات إضاءة متدرجة والوصول إلى XNUMX مليون لون، مما يتيح لك إنشاء مشاهد إضاءة ديناميكية. تتيح ميزة اللون الأبيض القابل للضبط إجراء تعديلات من XNUMX كلفن إلى XNUMX كلفن لتوفر طيفاً من الإضاءة الدافئة إلى الباردة. وبالإضافة إلى الجدولة الذكية والتحكم الصوتي، يعمل TXNUMXM على تحسين تجربة الإضاءة في أي بيئة. محفظة براءات الاختراع فاراديون لبطاريات أيون الصوديوم
في عام 2021، أطلقت Xtreme power أول نظام طاقة غير منقطع مثبت على حامل في الصناعة (UPS) والذي يتميز ببطاريات أيون الصوديوم من Natron. يتوفر جهاز UPS Xtreme Power P91L الجديد بسعات 3 كيلو وات و5 كيلو وات، مع 120 و208/220/230/240 فولت تيار متردد، وتشغيل 50/60 هرتز، وهو مصمم خصيصًا لقبول متطلبات Natron بلوتراي بطارية 4000 48 فولت تيار مستمر كطاقة احتياطية. بفضل هيه استخدام بطاريات أيون الصوديوم, سلامة يو بي إس يمكن تعزيز النظام بشكل ملحوظ.
قام الباحثون بفحص مواد مختلفة لصنع الأنود والكاثود والكهارل لبطاريات أيونات الصوديوم. بعض المواد الشعبية التي يمكن استخدامها هي
الكاثود: NaCrO2، نا0.7سجع2 + س، ناكوبو4، نافيبو4، نا0.44MNO2
الأنود: نا2Ti3O7، نا2Ti3O7، ناتي2(أ ف ب4)3، نا2Ti3O7
المنحل بالكهرباء: نا1.3Al0.3Ti1.7P3O12
علاوة على ذلك، واستنادًا إلى المواد الأساسية المستخدمة، تتوفر ثلاثة أنواع من بطاريات أيونات الصوديوم في السوق: بطارية كبريت الصوديوم، وبطارية ملح الصوديوم، وبطارية هواء الصوديوم. وفي عام 2021، سيطرت بطاريات الصوديوم والكبريت على السوق بحصة بلغت 46%
وفقًا لرؤى السوق المخصصة، قدر حجم سوق بطاريات أيون الصوديوم بحوالي 1120 مليون دولار أمريكي في عام 2021 ومن المتوقع أن يصل إلى 2899 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2030، كما هو موضح في الشكل 10 (https://www.globenewswire.com/en/news-release/2022/11/15/2556368/0/en/Latest-Global-Sodium-Ion-Battery-Market-Size-Share-Worth-USD-2899-Million-by-2030-at-an-11-8-CAGR-Custom-Market-Insights-Analysis-Outlook-Leaders-Report-Trends-Forecast-Segmentatio.html). وفقًا لتقرير السوق المتحالفة، ستشهد أمريكا الشمالية نموًا واسع النطاق في مجال بطاريات أيون الصوديوم بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 15.9% في الفترة 2021-2031 (https://www.alliedmarketresearch.com/sodium-ion-battery-market-A10597).
وفي الولايات المتحدة، تعاونت شركة Natron Energy Inc. بالفعل مع شركة Clarios International Inc.، الأمر الذي سيؤدي إلى إنتاج أول بطاريات أيونات الصوديوم بكميات كبيرة في العالم. وستكون دول آسيا والمحيط الهادئ بما في ذلك الصين واليابان والهند وكوريا الجنوبية وأستراليا أيضًا مناطق رئيسية للمستثمرين والمصنعين.
الشكل 10: تحليل سوق بطاريات أيون الصوديوم (المصدر: رؤى السوق المخصصة)
الوقت وحده هو الذي سيحدد كيف ستتطور صناعة أيونات الصوديوم في المستقبل القريب، ومع ذلك، بعد أن قلنا أنه إذا أصبحت بطاريات أيون الصوديوم بدائل لليثيوم أيون، فمن المتوقع أن تمهد هذه الصناعة الطريق للمستقبل التالي.-صناعة السيارات والإلكترونيات الاستهلاكية.
لقد حددنا باستمرار قيمة التكنولوجيا الجديدة التي ينفذها طاقمنا التنفيذي الماهر للغاية وذو الخلفيات المهنية لدينا. ومثل محترفي الملكية الفكرية الذين نعمل على تمكينهم، فإن جوعنا إلى التنمية لا ينتهي أبدًا. نحن نحسن ونتكيف وننفذ بطريقة استراتيجية.
تي تي للاستشارات تقدم مجموعة من الحلول الفعالة وعالية الجودة لإدارة الملكية الفكرية الخاصة بك بدءًا من
وأكثر بكثير. نحن نقدم لكل من مكاتب المحاماة والشركات في العديد من الصناعات حلولاً متكاملة.
تواصل معنا
أطلق العنان للقوة
من الخاص بك أفكار
ارفع مستوى معرفتك ببراءات الاختراع
رؤى حصرية بانتظارك في نشرتنا الإخبارية
طلب استدعاء!
شكرًا لك على اهتمامك بشركة TT Consultants. يرجى ملء النموذج وسوف نتصل بك قريبا
طلب استدعاء!
شكرًا لك على اهتمامك بشركة TT Consultants. يرجى ملء النموذج وسوف نتصل بك قريبا
