鈉離子二次電池（NIB）作為有望替代鋰離子二次電池（LIB）的技術(shù)迅速崛起，成為全球電池行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)。其核心在于電池內(nèi)部正負(fù)極之間移動(dòng)的電荷并非傳統(tǒng)鋰離子電池的鋰離子，而是鈉離子。當(dāng)初固態(tài)電池出現(xiàn)時(shí)，也曾被認(rèn)為會(huì)成為游戲規(guī)則顛覆者，但多數(shù)分析認(rèn)為，鈉離子電池可能要到 2030 年左右才能實(shí)現(xiàn)商用化，之后還需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間需求才能穩(wěn)定。

鈉離子電池受到關(guān)注的原因，在于中國(guó)主要電池制造商接連推出的商用化及大規(guī)模量產(chǎn)計(jì)劃。比亞迪于 2024 年 11 月開(kāi)始主要針對(duì)固定式儲(chǔ)能電池的鈉離子電池量產(chǎn)，年生產(chǎn)能力達(dá) 30GWh 規(guī)模的大型工廠也即將投產(chǎn)。寧德時(shí)代（CATL）則以 2025 年 6 月實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)用鈉離子電池量產(chǎn)及出貨為目標(biāo)。比亞迪計(jì)劃不久后量產(chǎn)搭載鈉離子電池的電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)叉車(chē)等產(chǎn)品。目前來(lái)看，雖然價(jià)格稍高，但隨著量產(chǎn)擴(kuò)大和制造成本降低，有觀點(diǎn)認(rèn)為其很可能替代中國(guó)主流的磷酸鐵鋰（LFP）鋰離子電池。

相較于鋰離子電池，鈉離子電池主要有三大優(yōu)勢(shì)。第一，材料構(gòu)成廉價(jià)導(dǎo)致制造成本低。鈉比鋰便宜得多，且?guī)缀蹩梢詮暮Ｋ袩o(wú)限獲取，供應(yīng)穩(wěn)定。此外，鋰離子電池負(fù)極集流體需要銅，而鈉離子電池可以使用便宜的鋁。

第二，對(duì)高速充電及放電的耐受性出色。這得益于鈉離子在電解液中比鋰離子更容易移動(dòng)的特性。

第三，耐低溫。由于離子移動(dòng)性好，在零下溫度下性能下降也不大。據(jù)寧德時(shí)代稱，LFP 鋰離子電池在零下 10 度時(shí)勉強(qiáng)工作，而鈉離子電池在零下 40 度時(shí)電池性能下降也微乎其微。

鈉離子電池的主要挑戰(zhàn)大致有兩個(gè)。第一，能量密度稍低。這是因?yàn)殁c離子在負(fù)極容易還原為金屬，且難以提高輸出電壓。這可以通過(guò)正負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)來(lái)改善。

實(shí)際上，寧德時(shí)代已將量產(chǎn)型鈉離子電池的重量能量密度提高到 175Wh/kg，預(yù)計(jì) 2027 年后的第二代鈉離子電池將提升至 200Wh/kg，超過(guò)目前 LFP 鋰離子電池的水平。但代表電池小型化的體積能量密度仍然較低。因?yàn)殁c離子半徑大，電極材料需要更大的間隙，而且負(fù)極需要使用體積大的硬碳來(lái)代替鋰離子電池中使用的石墨，目前尚未看到明確的解決方案。

第二，目前生產(chǎn)成本高。特別是負(fù)極使用的硬碳制造成本高。硬碳是在 1000~1200℃下燒結(jié)特殊樹(shù)脂制成的，用椰子殼制成的材料受到關(guān)注，但它的價(jià)格比鋰離子電池用的石墨高幾倍，成為推高鈉離子電池制造成本的因素。制造成本的降低依賴于大量采購(gòu)或新材料的開(kāi)發(fā)。

正如在比亞迪的固定式儲(chǔ)能電池生產(chǎn)和寧德時(shí)代的電動(dòng)車(chē)用電池生產(chǎn)中所見(jiàn)，鈉離子電池有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。比亞迪的目標(biāo)是替代基于 LFP 的鋰離子電池，大幅削減成本。而寧德時(shí)代則計(jì)劃利用鈉離子電池的耐低溫性，在寒冷地區(qū)的電動(dòng)車(chē)電池包中與鋰離子電池混合使用。這樣，除了單獨(dú)使用鈉離子電池外，還可以與現(xiàn)有鋰離子電池以混合形式使用，起到補(bǔ)充性能的作用。

從目前企業(yè)的動(dòng)態(tài)來(lái)看，中國(guó)企業(yè)正在崛起。但普遍認(rèn)為，源頭技術(shù)來(lái)自日本企業(yè)。在日本，日本電氣玻璃開(kāi)發(fā)了固態(tài)電池版的鈉離子電池，并于 2024 年 2 月開(kāi)始樣品出貨，這是中國(guó)制造商尚未追上的領(lǐng)域。此外，正極用硬碳由可樂(lè)麗開(kāi)發(fā)，鈉離子電池用電解液由中央玻璃開(kāi)發(fā)，備受關(guān)注。

在研發(fā)領(lǐng)域，東京理科大學(xué)的駒場(chǎng)伸一教授的研究室成果領(lǐng)先世界。有趣的是，比亞迪作為正極材料使用的 NFPP（Na4Fe3 (PO4) 2P2O7），是約 10 多年前日本名古屋工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的材料，這表明日本在鈉離子電池技術(shù)開(kāi)發(fā)中擁有重要的源頭技術(shù)。

中國(guó)寧德時(shí)代在 2021 年開(kāi)發(fā)了第一代鈉離子電池，強(qiáng)調(diào)其提供高能量密度、快速充電功能及優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，同時(shí)在 - 20℃的低溫下也能發(fā)揮優(yōu)異性能。電池單元的能量密度為 160Wh/kg，僅 15 分鐘就能充電 80% 以上。

今年 3 月，寧德時(shí)代宣布正在開(kāi)發(fā)第二代鈉離子電池，稱將為客戶提供接近磷酸鐵鋰（LFP）電池的性能特性，同時(shí)以更低的成本提供。隨后在 4 月，推出了鈉離子電池品牌 Naxtra，并宣布從 12 月開(kāi)始量產(chǎn)。

此次首次生產(chǎn)的 Naxtra 品牌鈉離子電池，每千克具有 175Wh 的能量密度，這與目前許多電動(dòng)車(chē)和大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)中使用的磷酸鐵鋰（LFP）電池水平幾乎相當(dāng)。

寧德時(shí)代預(yù)計(jì)，長(zhǎng)期來(lái)看，其目前占據(jù)優(yōu)勢(shì)的 LFP 電池市場(chǎng)最多有一半可能被鈉離子電池替代。除了 Naxtra，還同時(shí)推出了可超快充的第二代 LFP 電池，該電池 5 分鐘充電可行駛 520 公里，在極寒地區(qū)也能 15 分鐘內(nèi)從 0% 充電到 80%。

比亞迪在 2023 年與華?？毓杉瘓F(tuán)為生產(chǎn)鈉離子電池設(shè)立了合資公司，2024 年開(kāi)工建設(shè)工廠并成立了合資公司。

大眾持有 50% 股份的中國(guó)國(guó)軒高科宣布正在生產(chǎn)鈉離子電池。中國(guó)江淮集團(tuán)今年初推出的電動(dòng)車(chē)品牌釔為，在 2023 年 12 月宣布開(kāi)始生產(chǎn)搭載鈉離子電池的電動(dòng)車(chē)，之后沒(méi)有反饋。

在韓國(guó)，Ecopro BM 以 2026 年量產(chǎn)為目標(biāo)開(kāi)發(fā)鈉離子電池，LG 新能源也在 2025 年 “InterBattery” 展會(huì)上首次公開(kāi)了鈉離子電池。

此外，三星 SDI 也在進(jìn)行研發(fā)，SK On 將其視為下一代電池。鈉離子電池初創(chuàng)企業(yè) Energy11 正在與 Ecopro BM 合作，愛(ài)敬化學(xué)也計(jì)劃用負(fù)極材料硬碳開(kāi)拓鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）市場(chǎng)。

歐盟也在推進(jìn)鈉離子電池開(kāi)發(fā)的大規(guī)模項(xiàng)目，21 個(gè)國(guó)家的科學(xué)及產(chǎn)業(yè)合作伙伴匯聚從電池材料開(kāi)發(fā)到大型電池單元生產(chǎn)的專業(yè)知識(shí)，加速研究成果的實(shí)用化。

歐盟通過(guò) “SIB:DE FORSCHUNG” 項(xiàng)目，計(jì)劃開(kāi)發(fā)具備產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)可行性和競(jìng)爭(zhēng)力性能的鈉離子電池活性物質(zhì)，目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出可整合到現(xiàn)有鋰離子電池生產(chǎn)工藝中的示范電池單元。

全球電池企業(yè) Clarios也于今年 5 月宣布，與瑞典鈉離子電池企業(yè) Altus 簽署了用于汽車(chē)低壓移動(dòng)應(yīng)用的獨(dú)家共同開(kāi)發(fā)協(xié)議（JDA）。

根據(jù)此次共同協(xié)議，Altus 將專注于開(kāi)發(fā)用于低壓應(yīng)用的鈉離子電池技術(shù)，Clarios 則利用其在電池管理系統(tǒng)（BMS）、軟件及系統(tǒng)集成方面的專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)電池系統(tǒng)。

隨著全球碳中和成為主要目標(biāo)，能源新產(chǎn)業(yè)進(jìn)入復(fù)雜多元化的發(fā)展階段，電池市場(chǎng)也隨之逐漸細(xì)分，各種技術(shù)的研發(fā)變得活躍。但鈉離子電池由于離子尺寸比鋰離子大，維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性困難，在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中面臨許多技術(shù)難題。

與固態(tài)電池一起，預(yù)計(jì) 2030 年左右將實(shí)現(xiàn)正式商用化，未來(lái)的發(fā)展備受關(guān)注。