“钠吗？”

“是的，先生……钠电池应当是最强的，它的电动力比锌电池要强好几倍。”

这是年，法国作家儒勒·凡尔纳所著的科幻小说《海底两万里》中的原文。在这部知名小说中，钠电池作为一个概念由凡尔纳首次提出。

但接近年后，钠电池才被发明出来。然而无论是钠硫电池还是钠离子电池，相对锂电池都没有那么受重视。特别是钠离子电池，直到年，全球才有第一家试图将钠离子电池商业化的公司。

截至目前，业内对钠离子电池的定位也主要在储能电站、低速车等领域。

7月29日，宁德时代通过线上发布会发布了第一代钠离子电池，并通过锂钠混搭电池包的结构创新方式，将其应用在新能源汽车上，打破了业内对钠离子电池不适合应用在电动汽车上的认知。

根据宁德时代发布的数据，钠离子电池电芯单体能量密度可达Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；在-20°C低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系统集成效率可达80%以上；热稳定性远超国家强标的安全要求。

总体来看，第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池，但是，在低温性能和快充方面具有明显的优势，特别是在高寒地区高功率应用场景，再通过锂钠混搭方式，应用场景不限于储能，在电动汽车上也可以广泛应用。

资料来演：宁德时代钠离子电池发布会

作为全球动力锂电池“一哥”，宁德时代为什么不强化自身在锂电池领域的优势，反而横生枝节，把钠离子电池也弄上车呢？

这次发布会，宁德时代董事长曾毓群难得亮相引介。他讲述了人类社会走向“碳中和”时代，其中核心，是能源转化和存储。而新能源的存储，千钧重担，压于锂电池肩上。

全球的大国强国、车企、能源企业，都向锂离子电池投出重注。风口之下，不乏跟风炒作之举。锂资源以及相关的钴资源、镍资源，原本就有限，在资本操弄下，产出波动更加剧烈。锂电池供应安全和成本安全，系于不断被强力拉伸的一线。

此时，宁德时代将钠离子电池产业化，并即将装载到电动汽车上，成为新的储能和动力电池选择。

关心电动汽车发展、交通电动化发展，以及可再生能源存储的人们，可以略微宽心。

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与锂离子同时起步，商业化落后

要了解钠离子电池，要先从压制其发展多年的锂离子电池开始。

锂元素的原子量是6.94，在金属中最轻；锂元素的标准电极电位是-3.V，在金属中最低；此外，锂元素的比容量也是金属中最高，同时其电化学当量最小。

以上四大特点，使锂电池体系，在理论上，能获得金属电池中最大的能量密度，这也使其成为电池研发者眼中的首选。

不过，打开化学课本的元素周期表，可以发现与锂离得最近的另一个同族金属元素——钠。作为锂的同族元素，它们最外层电子数相同，化学性质相似。这是钠离子能和锂离子一样能胜任电荷搬运工的重要原因。

资料来源：网络

与锂电池发展路径一样，钠电池最早也是从固态电解质发展起来。

对钠电池早期探索，要追溯到年。那年，美国的Yao、Kummer发现Na可以在β-Al2O3中快速穿梭；年，美国福特公司研发出以β-Al2O3陶瓷管为电解质的钠硫电池。但是这种电池只能在-℃的环境中才能工作。

能在室温工作的钠离子电池，还要等年法国Armand教授提出“摇椅电池”概念后，才会出现。

也就是说钠离子电池和锂离子电池几乎同时起步，因为任何金属离子电池(锂离子电池，钠离子电池，镁离子电池)都属于摇椅式电池，即金属离子通过电解液、隔膜在正负极之间运动，获得电能。

钠离子原理发言者：宁德时代研究院副院长黄起森

钠离子半径比锂离子大70%，在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛，这也成为钠离子电池迟迟难以商用的瓶颈。

锂离子在摇椅式电池中有着得天独厚的优势，因为锂离子小，最容易在各种框架物质中嵌入脱出，而不使得其发生形变。

因此，锂离子电池在寻找合适的正负极材料方面，进展要快于钠离子电池，率先进入商用化阶段。

此后，锂离子电池和钠离子电池走上了截然不同的道路。

锂离子电池迅速商业化，而钠离子电池的发展随之进入了停滞状态。

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30年后的转折点

在二次电池中，锂离子电池的性能虽是最好，但锂资源的储量有限。目前70%的锂资源分布在南美洲，而现阶段我国80%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两大产业。

这一矛盾在电动汽车和储能电池快速增长后，愈发明显。

由于与锂离子电池具有相似的工作机理和机构，锂离子电池技术的发展，对钠离子电池技术也起到了促进作用。

年，加拿大达尔豪斯大学的物理学教授JeffDahn等发现钠离子电池高容量硬碳负极材料；年加拿大滑铁卢大学的教授LindaF.Nazar等提出Na2FePO4F正极材料。

随着正负极材料的突破，钠离子电池迎来了发展的转折点。

年全球首家钠离子电池公司——Faradion建立，钠离子电池进入商业化阶段。

在中国方面，中国工程院院士陈立泉带领的中科院物理所电池团队，从年就开始进行钠离子电池的研究，从原材料开始研究，正极材料发现了四五种，负极材料也发现了四五种。中科院物理所还孵化了中科海钠——一家专注做钠离子电池研发生产的企业。

宁德时代的董事长曾毓群，在物理所学习期间就师从陈立泉，研究方向为锂离子电池，年获得博士学位。

宁德时代董事长曾毓群在钠离子电池线上发布会上演讲

宁德时代率先发力钠离子电池，与陈立泉领导下的中科院物理所的持续努力，不无关系。

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钠离子电池的优势多

和锂离子电池相比，钠离子电池也有缺点，首先是能量密度略低。宁德时代第一代钠离子电池单体能量密度Wh/kg，比现在商业化应用的磷酸铁锂动力电池低一些，比三元锂电池就要低不少。

其次，钠离子电池一般循环寿命0次，而磷酸铁锂电池可达次。

不过，宁德时代还在持续不断的创新中。黄起森表示，宁德时代下一代钠离子电池能量密度将突破Wh/kg。

钠离子电池的优势也非常多。

首先，钠的储量丰富，钠地壳中的丰度位于第6位，更重要的是钠分布于全球各地，完全不受资源和地域的限制，所以钠离子电池相比锂离子电池有非常大的资源优势。

钠离子电池贵金属含量低，不含钴和锂。而且，锂离子电池正极集流体为铝箔，负极为铜箔。但钠离子电池负极集流体也可以采用的成本较低的铝。

根据中科海钠给出的数据，NaCuFeMn/软碳体系和磷酸铁锂/石墨体系相比，材料成本可以下降30—40%。

资料来源：中科海钠

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