钠离子电池或会替代锂离子电池成为市场主流！

钠离子二次电池（NIB）作为有望替代锂离子二次电池（LIB）的技术迅速崛起，成为全球电池行业的关注焦点。其核心在于电池内部正负极之间移动的电荷并非传统锂离子电池的锂离子，而是钠离子。当初固态电池出现时，也曾被认为会成为游戏规则颠覆者，但多数分析认为，钠离子电池可能要到 2030 年左右才能实现商用化，之后还需要相当长时间需求才能稳定。

钠离子电池受到关注的原因，在于中国主要电池制造商接连推出的商用化及大规模量产计划。比亚迪于 2024 年 11 月开始主要针对固定式储能电池的钠离子电池量产，年生产能力达 30GWh 规模的大型工厂也即将投产。宁德时代（CATL）则以 2025 年 6 月实现电动车用钠离子电池量产及出货为目标。比亚迪计划不久后量产搭载钠离子电池的电动车、电动摩托车、电动叉车等产品。目前来看，虽然价格稍高，但随着量产扩大和制造成本降低，有观点认为其很可能替代中国主流的磷酸铁锂（LFP）锂离子电池。

相较于锂离子电池，钠离子电池主要有三大优势。第一，材料构成廉价导致制造成本低。钠比锂便宜得多，且几乎可以从海水中无限获取，供应稳定。此外，锂离子电池负极集流体需要铜，而钠离子电池可以使用便宜的铝。

第二，对高速充电及放电的耐受性出色。这得益于钠离子在电解液中比锂离子更容易移动的特性。

第三，耐低温。由于离子移动性好，在零下温度下性能下降也不大。据宁德时代称，LFP 锂离子电池在零下 10 度时勉强工作，而钠离子电池在零下 40 度时电池性能下降也微乎其微。

钠离子电池的主要挑战大致有两个。第一，能量密度稍低。这是因为钠离子在负极容易还原为金属，且难以提高输出电压。这可以通过正负极材料的开发来改善。

实际上，宁德时代已将量产型钠离子电池的重量能量密度提高到 175Wh/kg，预计 2027 年后的第二代钠离子电池将提升至 200Wh/kg，超过目前 LFP 锂离子电池的水平。但代表电池小型化的体积能量密度仍然较低。因为钠离子半径大，电极材料需要更大的间隙，而且负极需要使用体积大的硬碳来代替锂离子电池中使用的石墨，目前尚未看到明确的解决方案。

第二，目前生产成本高。特别是负极使用的硬碳制造成本高。硬碳是在 1000~1200℃下烧结特殊树脂制成的，用椰子壳制成的材料受到关注，但它的价格比锂离子电池用的石墨高几倍，成为推高钠离子电池制造成本的因素。制造成本的降低依赖于大量采购或新材料的开发。

正如在比亚迪的固定式储能电池生产和宁德时代的电动车用电池生产中所见，钠离子电池有广泛的应用领域。比亚迪的目标是替代基于 LFP 的锂离子电池，大幅削减成本。而宁德时代则计划利用钠离子电池的耐低温性，在寒冷地区的电动车电池包中与锂离子电池混合使用。这样，除了单独使用钠离子电池外，还可以与现有锂离子电池以混合形式使用，起到补充性能的作用。

从目前企业的动态来看，中国企业正在崛起。但普遍认为，源头技术来自日本企业。在日本，日本电气玻璃开发了固态电池版的钠离子电池，并于 2024 年 2 月开始样品出货，这是中国制造商尚未追上的领域。此外，正极用硬碳由可乐丽开发，钠离子电池用电解液由中央玻璃开发，备受关注。

在研发领域，东京理科大学的驹场伸一教授的研究室成果领先世界。有趣的是，比亚迪作为正极材料使用的 NFPP（Na4Fe3 (PO4) 2P2O7），是约 10 多年前日本名古屋工业大学开发的材料，这表明日本在钠离子电池技术开发中拥有重要的源头技术。

中国宁德时代在 2021 年开发了第一代钠离子电池，强调其提供高能量密度、快速充电功能及优异的热稳定性，同时在 - 20℃的低温下也能发挥优异性能。电池单元的能量密度为 160Wh/kg，仅 15 分钟就能充电 80% 以上。

今年 3 月，宁德时代宣布正在开发第二代钠离子电池，称将为客户提供接近磷酸铁锂（LFP）电池的性能特性，同时以更低的成本提供。随后在 4 月，推出了钠离子电池品牌 Naxtra，并宣布从 12 月开始量产。

此次首次生产的 Naxtra 品牌钠离子电池，每千克具有 175Wh 的能量密度，这与目前许多电动车和大规模储能系统中使用的磷酸铁锂（LFP）电池水平几乎相当。

宁德时代预计，长期来看，其目前占据优势的 LFP 电池市场最多有一半可能被钠离子电池替代。除了 Naxtra，还同时推出了可超快充的第二代 LFP 电池，该电池 5 分钟充电可行驶 520 公里，在极寒地区也能 15 分钟内从 0% 充电到 80%。

比亚迪在 2023 年与华海控股集团为生产钠离子电池设立了合资公司，2024 年开工建设工厂并成立了合资公司。

大众持有 50% 股份的中国国轩高科宣布正在生产钠离子电池。中国江淮集团今年初推出的电动车品牌钇为，在 2023 年 12 月宣布开始生产搭载钠离子电池的电动车，之后没有反馈。

在韩国，Ecopro BM 以 2026 年量产为目标开发钠离子电池，LG 新能源也在 2025 年 “InterBattery” 展会上首次公开了钠离子电池。

此外，三星 SDI 也在进行研发，SK On 将其视为下一代电池。钠离子电池初创企业 Energy11 正在与 Ecopro BM 合作，爱敬化学也计划用负极材料硬碳开拓钠离子电池储能系统（ESS）市场。

欧盟也在推进钠离子电池开发的大规模项目，21 个国家的科学及产业合作伙伴汇聚从电池材料开发到大型电池单元生产的专业知识，加速研究成果的实用化。

欧盟通过 “SIB:DE FORSCHUNG” 项目，计划开发具备产业生产可行性和竞争力性能的钠离子电池活性物质，目标是开发出可整合到现有锂离子电池生产工艺中的示范电池单元。

全球电池企业 Clarios也于今年 5 月宣布，与瑞典钠离子电池企业 Altus 签署了用于汽车低压移动应用的独家共同开发协议（JDA）。

根据此次共同协议，Altus 将专注于开发用于低压应用的钠离子电池技术，Clarios 则利用其在电池管理系统（BMS）、软件及系统集成方面的专业知识，设计电池系统。

随着全球碳中和成为主要目标，能源新产业进入复杂多元化的发展阶段，电池市场也随之逐渐细分，各种技术的研发变得活跃。但钠离子电池由于离子尺寸比锂离子大，维持结构稳定性困难，在产业化过程中面临许多技术难题。

与固态电池一起，预计 2030 年左右将实现正式商用化，未来的发展备受关注。