钠离子电池是一种新型的二次电池，其组成结构、工作原理和生产工艺与锂电池相似，主要用于大型储能系统、移动充电桩、低速电动汽车等新能源。与锂电池相比，钠电池具有安全性高、低温性能优异、成本优势显著等优点。在锂资源有限的背景下，钠电池因其优势引起了市场的关注。国内企业积极进入钠电池领域，包括正极材料、负极材料、电解质、钠电池等，促进其工业化进程。

为什么要做钠离子电池？

中国科学院物理研究所研究员胡永生提到为什么要制造钠离子电池时表示，由于不可避免的环境污染和新的国家标准，前“主力”铅酸电池面临着“退休”问题。在二次电池中，虽然锂离子电池的性能最好，但锂资源的储量有限。目前，70%的锂资源分布在南美洲。目前，我国80%的锂资源依赖进口，锂离子电池难以兼顾电动汽车和电网储能。就价格而言，电池级碳酸锂的平均价格约为59万元/吨，而碳酸钠的平均价格仅为1万元/吨。钠离子电池的优点是显而易见的。

钠离子电池原料钠资源储量丰富，分布广泛，价格低廉，功率特性好，温度适应性宽，安全性能好，钠离子电池与锂离子电池现有生产设备相兼容，钠离子电池技术不仅能满足新能源低成本、寿命长、安全性能高的要求，在一定程度上缓解锂资源短缺导致储能电池发展有限，是锂离子电池的优良替代品。

同时，钠离子电池也可以取代铅酸电池。预计未来将在低速电动汽车、电动船、家庭/工业储能、5G通信基站、数据中心、可再生能源大规模接入、智能电网等领域快速发展，促进我国清洁能源技术应用的发展，增强我国在储能技术领域的竞争力和影响力。

钠离子电池行业的研究过程。

钠离子电池不是新的电池技术路线，但在2021年之前，钠离子电池并没有得到足够的关注。

20世纪70年代末，人们几乎同时研究钠离子电池和锂离子电池。

1979年，法国科学家Armand提出了“摇椅电池”的概念，从而开始了锂离子和钠离子电池的研究。然而，由于当时研究条件的限制：锂离子电池行业由于材料体系相对成熟，但钠离子材料体系发展相对缓慢，研究人员对锂离子电池有浓厚的兴趣，使钠离子电池研究缓慢停滞，其性能低于锂离子电池，因此钠离子电池在2021年之前未能形成规模。

直到2010年，钠离子电池才迎来了其发展的转折点，成为继锂离子电池之后的另一颗储能新星。近十年来，钠离子电池研究与锂离子电池具有相似的工作机制和电池结构，取得了突飞猛进的发展。

早在2011年，世界上第一家钠离子电池公司Faradion就在英国成立，标志着钠离子电池正式进入工业化探索阶段。

2018年6月，中国第一家钠离子电池企业中科海钠推出了世界上第一款由钠离子电池(72V、80Ah)驱动的低速电动汽车，并于2019年3月首次在30kW/100kWh储能电站应用钠离子电池。

2021年7月，全球领先的锂离子动力电池宁德时代发布了第一代钠离子电池。电池单体能量密度可达160Wh/kg，室温充电15分钟电量可达80%。同时，系统集成效率也可达80%以上，引起了业界的广泛关注。

“锂钠之争”

纵观人类商业进化史和适应性较强的技术组合，才有资格被选中参与产品创新。一些在竞争中失败的技术并没有被淘汰，而是在等待下一个技术周期的机会。

钠离子电池就是这样。

锂和钠电池就像一对母亲和双胞胎的兄弟。这两种元素在周期表上的接近决定了其相似的化学性质。虽然与锂离子电池相比，钠荷载比、比容量和容量密度低于锂，但钠离子电池的能量密度上限低于锂离子电池，但钠离子电池具有明显的成本优势，材料总成本低于锂离子电池30%~40%：

(1)钠含量丰富。钠是地壳中含量较高的元素之一，比锂高2-3个数量级。同时，钠离子电池的主要活性材料碳酸钠价格仅为几千元/吨，有助于降低钠离子电池的成本；

(2)钠离子电池中的正极材料几乎摆脱了低丰度、昂贵的Co和Ni元素的依赖，选择范围更广。目前已公布数百种钠离子电池正极材料。常用的Fe、Mn和Al元素在地壳中储量丰富，年矿产量可观。其中，钠、铜、铁、锰三元材料的成本仅为磷酸铁锂的1/2左右，使得钠离子电池的成本具有显著的竞争优势；

(3)钠电池在负极材料上也有不同程度的成本优势。例如，中科海钠以煤基碳为负极，不需要负极石墨化。与传统锂离子电池石墨负极相比，成本不到1/10。

(4)钠电池集流体可以用廉价铝箔代替。由于钠离子和铝在低电位下不会发生合金反应，钠离子正极集流体可以用更便宜的铝箔代替传统锂离子电池中昂贵的铜箔集流体，进一步降低电池成本；同时，铝金属的密度低于铜，重量低于铜箔的1/10，有利于进一步提高能量密度。

钠离子电池的成本优势除了资源端外，还体现在工业建设端。

钠离子电池的工作原理与锂离子电池相同，也依赖于离子在正负电极之间往返嵌入和脱离的摇椅二次电池。

因此，从生产工艺和工艺路线来看，钠电池的结构也与锂电池高度相似，这决定了两者的生产工艺接近生产线，这意味着锂电池材料制造商未来可以与钠电池共享生产线中的绝大多数环节，从而降低生产线的建设成本。

钠离子电池行业现状如何？

如今，通过世界各研究小组的努力，钠离子电池在电极材料、电解质材料、表征分析、钠储存机制探索和电池技术等方面取得了突破，与钠离子电池相关的文章发表和专利申请数量显著增加。

相关研究人员认为，钠离子电池处于工业化初期，在中短期内发挥着补充锂电池的作用。从长远来看，随着能量密度的提高，磷酸铁锂电池有望部分替代锂电池的主流应用领域。

从核心技术的角度来看，我国的技术储备为我国钠离子电池的产业化做好了充分的准备。我国在钠离子电池研发方面处于国际领先水平，在核心材料体系方面拥有完全独立的知识产权，部分专利也获得了美国、日本和欧盟的授权。这说明中国不仅不会在核心技术上遇到卡脖子的危险，还有机会为钠离子电池争取更大的海外市场。

钠离子电池是一个新兴产业，商业化需要更多的研发。目前，世界上有十多家公司正在进行钠离子电池产业化发展。中国许多国内企业已经在钠离子电池领域进行了布局，如中科海钠、钠创新能源、星空钠电等公司。在政策支持和高校和研究机构的探索下，钠离子电池产业化的步伐正在加快。

未来钠离子电池的应用与展望。

随着应用场景的多样化，电池类型将逐渐丰富。在锂电池的基础上，不仅有钠离子电池，还有钒哑电池、锌离子电池等，在市场规模扩大、应用场景细化的背景下，钠离子电池只能作为锂离子电池的补充，在很长一段时间内，仍将优先考虑锂离子电池。

与目前主流的三元电池和磷酸铁锂电池相比，钠离子电池具有明显的优缺点。结合这三个特点，钠离子电池很难适用于主流动力电池领域，但钠离子电池在储能、低速交通等特定场景中具有一定的优势。

钠离子电池仅适用于一些低速电动汽车、通信基站、数据中心等中小型储能领域。如果未来这些领域的渗透率可以提高到20%-30%，根据工业证券的计算，2025年钠离子电池的装机规模可以达到。假设渗透率可以达到100%，根据EVTank数据，2026年理论市场空间可以达到，市场规模可能达到1500亿元。

此外，国家发改委、能源局发布的《关于加快新型储能发展的指导意见》指出，到2025年，我国新型储能装机规模达到30GW以上，并提出坚持储能技术多样化，加快飞轮储能、钠离子电池等技术的大规模试验示范。钠电池作为一种新型储能技术，预计未来将受益于新型储能产业的发展，具有广阔的增长空间。

文章来源：http://www.swsdeyc.cn | 我国,在,钠,离子,电池,研发,方面,处于,国际,