两个月前，宁德时代表示可做出固态电池样品，但相关指标离实现商业化还有较长距离。固态电池不是新一代电池的优先选项了。

7月29日，宁德时代正式发布了第一代钠离子电池，参数比预料中强了不少，难道这就是备选方案吗？先来看看数据：

能量密度Wh/kg，略低于现在的磷酸铁锂电池；常温下充电15分钟，电量可以达到80%，零下20摄氏度时，放电保持率还能做到90%。

钠离子电池到底是个什么样的东西，能让宁德时代选择先于固态电池推出呢？

化学周期表告诉我们：同列元素具有相似的化学特性，而钠元素就和锂元素同一主族，同族元素最外层电子数相同，化学性质相似，这也让钠离子电池有了和锂离子电池同样的可能性。

之前我们讲过，锂离子电池是靠锂离子在正负极之间穿梭产生电流，钠离子也是同样的原理，依靠钠离子在正负极之间移动工作，所以也属于摇椅电池。

下面帮大家画一下重点：

钠离子电池的优势

资源丰富

地壳中元素丰度对比

钠的地壳丰度达到2.74％，而锂在地壳当中占比仅约为0.%。像锂、镍、钴这些电池金属，谁掌握了矿产资源，谁就在电池里掌握了主动权，非常可惜的是中国就是一个锂矿并不丰富的国家。截至年底，全球已探明的锂矿储量为万吨，中国锂矿储量为万吨，占比为5.88%。

在全球分布情况来看，70%的锂资源分布在南美，并集中在几个少数国家地区，而钠资源分布全球，不管陆地还是海洋储量都非常丰富。

成本低廉

首先，钠离子不与铝箔发生合金化反应，因此钠离子电池的负极集流体可以使用成本更加

低廉的铝箔而不是铜箔，这也会大大降低制造成本。

其次，在锂离子电池中，正极的大部分成本来自于合成正极材料的锂盐，钠盐比锂盐便宜的多，而如果用钠盐去替代锂盐的话，成本会降低一大截，而且钠离子电池不需要钴这种贵价金属，想必大家还记得为了降成本，去年一众车企撅着屁股研究无钴电池的时候吧？再者说，钠的价格也只有锂价格的几十分之一，能明显降低电池正极的成本。材料成本预计会比锂离子电池低30-40%。

安全性高

钠离子电池安全性能好，体现在测试环节，在针刺、挤压、过充、过放等安全项目测试中做到不起火不爆炸。集流体铝箔更稳定不易氧化，不会因为电压低导致性能衰减，所以在运输过程中可以将电量完全放空，实现0V运输，降低电池运输的安全风险。

而且，在成本低的同时，钠离子电池性能不会打折扣，高低温测试情况下，容量保持率都很不错，不会像磷酸铁锂电池一样在冬天拉胯。

但由于钠的电位比锂高，钠离子比锂离子大且重，在嵌入正负极时容易让材料发生更大的体积变化，相比锂离子电池，钠离子电池存在能量密度低、倍率性能欠佳、循环寿命短等问题，所以钠离子电池并没有很好地显现出它自身的优势，因此在二次电池发展的中前期并没有很好地发展。

按道理来说，成本只要足够低，钠电是不会那么容易被放弃的，为啥它坐了这么多年的冷板凳？

钠离子电池的缺点

正负极材料比较难找。钠离子电池虽然和锂离子电池本质类似，都是离子脱嵌，但由于钠离子半径大，充放电过程中正极材料会更容易崩塌。正极材料必须有较高的氧化还原电位，结构要稳定，这样在钠离子脱出和嵌入过程中才不会发生结构坍塌，还要有较好的电子导电率和离子导电率，在规模化方面也对制备工艺简单和资源丰富环境友好提出了要求。

各种钠离子电池正极材料的电压—容量图

正极材料还好说，比较有商业价值的是普鲁士白和层状氧化物两类物质，克容量达到了mAh/g，与目前三元锂电池正极材料相差不多；反而是负极材料，非常棘手，石墨便宜好用，但和钠离子性相不合，钠离子嵌入进去后没有电化学活性。

这里也要解释一点，大家可能更眼熟普鲁士蓝作为正极，但普鲁士白分级纳米管对钠更友好，能够直接作为全电池正极材料，在高倍率循环里容量保持率也比较高，效果会比普鲁士蓝更好。

太棘手了。

不过虽然难，但也不是没人研究过，这些研究也让钠离子电池有了更多可能性：

从年开始，就陆续有研究人员尝试钠离子电池的可能性，比如用无序软碳储存钠离子，或是用葡萄糖碳化制得的硬碳尝试作为负极，而后者的比容量能达到mAh/g的高性能。

年，科学家们用还原氧化石墨烯作为负极的钠离子电池在循环性能上取得了巨大的进步，该电池循环上千次后仍然能保持80.9%的容量。

负极材料里现在研究比较多的主要是硬碳材料、合金材料（锡、锑、磷），但合金材料有毒，体积变化大而且储量不高，最重要的是价格也不是很便宜，如果抵消了钠离子电池带来的价格优势，就有点多此一举了。

宁德时代做了什么？

钠离子电池并不是把正极材料换成钠化合物这么简单，还要对应调整好负极材料、隔膜和电解质的种类。

宁德时代使用硬碳作为负极，本质上来说和石墨一样都是碳基材料，但硬碳材料的层间空间比较大，里面能嵌入钠离子的孔洞比较多，通过某种技术手段处理材料就能得到让钠离子畅通无阻的通道和负极。

同样的道理，电解液也可以通过进行处理，有利于这种体积更大的离子穿梭的更快一些，穿梭的更快，意味着充电更快，也就是宁德时代所说15分钟能充电80%。

电池包层面上，还要考虑钠离子电池的循环寿命，保证两种电池循环寿命的一致性。宁德时代将钠离子电池和三元锂电池做成AB款电池包，把钠离子电池和高能量密度的锂离子电池同时集成到电池包里，这样既能弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板，也能发挥出了高功率、低温性能良好的优势。

难道钠离子电池的归宿在新能源汽车上？

钠离子电池有了新的突破可喜可贺，但能否量产在汽车中还需要观望。钠离子电池依旧存在能量密度低的问题，这种混合方式加大了SOC管理难度；电池的负极成本还不确定，硬碳的价格取决于能否大规模量产，这就进一步要求找到具体应用场景，用市场均摊成本。

对现在的乘用车来说，钠离子电池只能作为锂离子电池的补充，在相当长一部分时间，还是会以锂离子电池为主，并不会出现纯钠离子电池搭载上车的情况。这种AB电池也同样只是成本、续航与安全性权衡之下的平衡产物，毕竟电池的发展方向永远都是高能量密度、高安全性和低成本，三者缺其一，都称不上是完美的方案。

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