未来动力电池发展方向之一——钠离子电池

胡杨林

一、优点：



1. 原材料丰富且成本低：

- 资源储量：

钠储量极为丰富。在大规模应用时不会面临资源短缺的问题，原材料的获取难度和成本都较低。

- 原材料价格：

钠盐的价格低廉，碳酸钠与碳酸锂每吨两者相差100倍左右，这使得钠离子电池在原材料成本上具有明显优势。

2. 安全性高：

钠离子电池的热稳定性较好，在过充、过放、短路等情况下的安全性更高。其温升低、发热低，相比锂电池在安全性方面更有保障。

3. 充电速度快：

钠离子的离子半径比锂离子大，在电解液中的迁移速度更快，电池的倍率性能优异，能够支持大电流充电和放电，具有较快的充电速度。

4. 低温性能好：

在低温环境下，钠离子电池的性能表现相对较好。从-20度到+80度可以保持100%额定电量，在-40度的低温环境下也能保持70%以上的电量，相比之下，锂电池在低温环境下的性能会有较大程度的衰减。

5. 现有生产设备可复用：

钠离子电池的工作机制与锂离子电池相似，电池企业现有的生产设备经过调试后可以直接用于生产钠离子电池，不需要额外的设备投资和生产线改造，有利于钠离子电池的产业化发展。

二、缺点：

1. 能量密度较低：

一般来说，钠离子电池的能量密度是三元锂电池的1/2，磷酸铁锂电池的2/3左右。这意味着在相同重量或体积的情况下，钠离子电池所能存储的能量相对较少，续航里程可能会受到一定影响，对于追求高续航里程的应用场景来说是一个较大的挑战。

2. 循环寿命较短：

当前钠离子电池循环次数最高约1500次左右，而磷酸铁锂电池的循环次数可达到6000次，三元电池的循环次数也能达到3000次左右，钠离子电池的循环寿命相对较短，这意味着其在长期使用过程中可能需要更频繁地更换。

3. 工作电压范围宽：

钠离子电池的工作电压是2伏到4伏，过宽的工作电压范围导致它很难适配现有的一些控制器和电机等设备。

4. 产业链不完善：

目前钠离子电池的产业链还不够成熟，在产品性能的稳定性、成本控制以及适配应用场景等方面，都还有待进一步检验和优化。

三、目前纳离子电池水平

目前商用的钠离子电池大多不是固态电池。当前处于商业化应用阶段的钠离子电池主要使用的是液态电解质。

虽然固态钠离子电池具有较高的能量密度、更长的寿命、更低的成本和更高的安全性等潜在优势，并且相关技术也在不断研发和改进，但仍然面临着一些技术挑战和成本问题。例如，固态电解质的离子电导率相对较低，在一定程度上会影响电池的性能；同时，固态电池的制造工艺也相对复杂，成本较高。

【编者语】

随着技术的不断进步，固态钠离子电池有望在未来逐渐实现商业化应用。一些科研团队和企业已经在积极探索和研发固态钠离子电池技术，并取得了一定的突破。

例如，韩国浦项科技大学材料科学与工程系研究团队成功开发出一种高容量、高效率的全固态钠空气电池。奇瑞车上已经开始使用钠离子电池。