Зарядка по-новому: чем хороши натрий-ионные пауэрбанки

В Японии начались продажи первых в мире внешних аккумуляторов на основе натрий-ионной технологии. Устройство представила компания Elecom. Производитель заявляет, что новинка отличается повышенной безопасностью, долговечностью и меньшим воздействием на окружающую среду по сравнению с традиционными Li-ion-аналогами. Звучит хорошо, но давайте разберемся, что же там выпустили японцы. Чем хороша новая технология и какие есть перспективы?

Как это работает и при чем здесь натрий

Принцип работы Na-ion-батарей схож с литий-ионными, но с ключевыми отличиями в химии. В основе — анод и катод, разделенные электролитом. Во время зарядки ионы натрия (Na⁺) перемещаются от катода через электролит к аноду, а электроны текут по внешней цепи, создавая ток. При разрядке процесс идет в обратном направлении: ионы возвращаются к катоду, высвобождая накопленную энергию. Катод обычно изготавливается из материалов на основе оксидов металлов (например, натрия, железа и марганца), а анод — из углеродных соединений, таких как твердый углерод. Здесь все обычно, это принцип работы аккумуляторов.

Главное отличие натрий-ионных аккумуляторов от литий-ионных заключается в физических свойствах самих ионов: ионы натрия крупнее и тяжелее лития. Это влияет на выбор и структуру материалов, используемых в электродах. Чтобы эффективно удерживать более массивные частицы, нужно больше внутреннего пространства, а значит, плотность энергии таких батарей ниже, чем у Li-ion.

Зато конструкция упрощается: благодаря химической стабильности в натрий-ионных батареях можно использовать недорогой алюминий вместо меди даже на аноде. Процесс зарядки и разрядки в Na-ion проходит медленнее, зато химические реакции стабильнее, а это снижает риск деградации и нагрева. Простота и стабильность процессов в натрий-ионных элементах питания делают их привлекательными для стационарных систем хранения энергии и других сфер, где критична долговечность и безопасность.

Натрий-ионные батареи: плюсы и минусы

Na-ion — перспективная технология для хранения энергии, особенно на фоне растущего спроса на аккумуляторы и ограниченности ресурсов. Основное преимущество — доступность сырья. В отличие от лития, залежи которого сосредоточены в относительно небольшом числе стран и зависят от сложной логистики, натрий гораздо более распространенный металл. Его можно получить даже из морской воды. А еще он недорогой, что снижает себестоимость и упрощает производство.

К тому же такие батареи лучше переносят перепады температур: они остаются работоспособными в диапазоне примерно от -35  °C до +50  °C. По сравнению с литий-ионными, Na-ion-аккумуляторы считаются более безопасными. Они меньше подвержены перегреву и возгоранию. Срок службы может достигать 5 000 циклов зарядки-разрядки. Оптимально для долговременного использования, особенно в стационарных системах хранения энергии.

Есть и обратная сторона. Плотность энергии у Na-ion-батарей пока не слишком высока — 160–200 Вт·ч/кг против 250–300 Вт·ч/кг у литиевых. Это значит, что при той же емкости они получаются тяжелее и больше, а это ограничивает их применение в компактных гаджетах вроде смартфонов. Скорость зарядки тоже пока уступает, хотя ученые работают над улучшениями. Сырье дешевое, но технология все еще молода: массовое производство только набирает обороты, а значит, конкуренция с литий-ионными батареями по цене пока под вопросом. Вот когда их начнут производить везде и всюду, тогда стоимость упадет. Тем не менее потенциал большой.

Есть и коммерческие примеры реализации этой технологии. В 2023 году китайская компания CATL, крупнейший производитель аккумуляторов, объявила о запуске первых Na-ion-элементов питания для электромобилей. Например, модель электрокара Chery eQ1 с такой батареей получила запас хода 200 км и цену на 20% ниже аналогов на литии, что сделало его хитом в бюджетном сегменте. В 2024 году та же компания рассказала о появлении второго поколения Na-ion-аккумуляторов для машин.

Ну а теперь появились и внешние батареи от Elecom, уже в качестве портативного девайса.

Elecom DE-C55L-9000: натрий-ионный первопроходец

Компания Elecom, известный японский производитель электроники, представила первый в мире коммерческий пауэрбанк DE-C55L-9000 на натрий-ионных аккумуляторах. Новинка поступила в продажу 19 марта 2025 года в Японии. Емкость устройства — 9 000 мА·ч, что достаточно для зарядки большинства современных смартфонов 2–3 раза. Поддерживается быстрая зарядка: до 45 Вт через порт USB-C и до 18 Вт посредством USB-A. Весит пауэрбанк 350 граммов, а его размеры — 87×31×106 мм. Да, он чуть крупнее литиевых аналогов, но, видимо, компактность принесена в жертву долговечности и безопасности.

Производитель уверяет, что DE-C55L-9000 выдерживает экстремальные температуры. Если все так, брать его можно будет и в горы, и в пустыни. Пожаробезопасность — еще одно достоинство. Если вы видели, как горят литиевые аккумуляторы, особенно в электромобилях, то понимаете, в чем тут дело.

Заявленный срок службы в 5 000 циклов означает, что при ежедневной зарядке пауэрбанк прослужит около 8–10 лет. Выпускается новинка в черном и белом цветах. Цена — 9 980 иен (примерно 5 800 рублей по курсу на март 2025 года). Пока в одни руки отпускают не более трех устройств.

«Стандартные литий-ионные аккумуляторы могут загореться в случае повреждения. С другой стороны, натрий-ионные аккумуляторы весьма безопасны и менее склонны к тепловому пробою даже при выделении тепла внутри батареи, а также менее склонны к возгоранию, что делает их более безопасными в использовании», — комментирует компания.

Elecom уже объявила, что в планах — расширение линейки внешних аккумуляторов, включая более емкие модели и, возможно, батареи для других устройств. Пока неясно, когда пауэрбанк появится на международном рынке, но интерес к нему уже заметен.

Если Elecom удастся снизить вес и увеличить плотность энергии, натрий-ионные батареи могут составить серьезную конкуренцию литиевым, особенно в условиях глобального перехода к «зеленым» технологиям. Эксперты считают, что в долгосрочной перспективе натрий-ионные батареи будут дешевле Li-Ion примерно на 20%. Остается только наблюдать, произойдет ли это на самом деле.