15分钟充电80％！能量密度160Wh/kg，-20℃照样用！宁德时代“钠离子”电池大有来头！

电子发烧友网报道（文/周凯扬）在可充电电池市场，锂离子电池的霸主地位依然无可撼动。目前锂离子电池已经在动力、消费和工业领域，逐渐实现对移动式化石能源的替代。通过对不同正负极材料的研究，锂离子电池的能量密度也在逐步提高。

不过在去年与今年碳酸锂价格的进一步增长下，不少电池厂商也纷纷看下钠离子电池这一突破契机，于周五发布了钠离子电池的宁德时代就是其中之一。

低成本，低能量密度换高安全性？

钠离子电池的最大优势在于原材料丰富的储备和低廉的价格，地壳中钠的含量是锂的一千多被，净化提纯的成本也更低。中国的锂电资源不少，但储备量还是不比上智利，开采量也比不上澳大利亚。而三元电池中的钴和镍在我国同样属于稀缺资源，价格同样居高不下。

宁德时代第一代钠离子电池和电芯 / 宁德时代

钠离子负极上与锂离子电池相同，多数也采用了碳材料，而正极材料则常用氧化物、普鲁士蓝或普鲁士白材料，多数是铁锰这样的常见金属。目前不少在研究钠离子电池的公司都已经将能量密度做到了140Wh/kg以上，虽然还不能与三元锂离子电池相比，但已经可以与磷酸铁锂电池一较高下。更何况，锂离子电池的能量密度突破也越来越有限，钠离子电池很可能成为锂离子电池的下一个替代或补充。

在运输安全性上，锂离子电池向来被视为危险品。联合国国际民航组织更是明确规定，空运锂离子电池的荷电量（SoC）不得超过30%，所以要想大批量空运锂离子电池会一定程度上影响电池寿命。而钠离子电池可以完全放电至0V，消除了由于短路而产生的热失控，也有助于BMS调控。

这一特质在电动汽车的安全性上多出的优势并算不太明显，锂离子电池过充的话会爆炸起火，也不能过放，否则会损坏电池影响寿命。钠离子电池虽然可以过放至0V，但同样不能过充。

宁德时代入局，能量密度突破

宁德时代于7月29日发布了其第一代钠离子电池。该电池在正极上采用了普鲁士白材料，负极材料则使用了宁德时代自己开发的具有独特孔隙结构的硬碳材料，提高了循环性能。

宁德时代第一代钠离子电池与磷酸铁锂电池对比 / 宁德时代

根据宁德时代给出的数据，第一代钠离子电池电芯单体密度高达160Wh/kg，常温充电15分钟就可以充至80%以上的电量。而且该电池的低温性能特别好，即便是-20摄氏度的低温环境下，也可以做到90%以上的放电保持率。不过在宁德时代将钠离子电池与磷酸铁锂电池对比的数据中可以看出，钠离子电池的安全性和寿命是基本持平的，所以由此来看钠离子电池并不算一个安全性更优的解决方案。

宁德时代也已经在着手研究下一代钠离子电池，借助其高通量材料集成计算平台对材料进行设计和仿真，预计下一代钠离子电池密度可达200Wh/kg以上。宁德时代还推出了一种钠离子电池与锂离子电池混搭的AB电池解决方案，BMS对两个电池体系进行均衡控制，让两者取长补短，实现高于钠离子电池的能量密度，又兼顾了钠离子电池优秀的低温性能。

在制造上，宁德时代称钠离子电池的生产可以完美兼容锂离子电池的设备和工艺，并实现产线快速切换。宁德时代已经开始产业化布局，希望与上下游合作，在2023年形成钠离子电池的基本产业链。

动力还是储能？

宁德时代声称其第一代钠离子电池既可以用于交通电动化，又可以用于储能，但当前钠离子电池还达不到锂离子电池的成熟度，无法为全场景应用带来同样的吸引力。就拿动力电池来说，钠离子电池的较低能量密度限制了汽车的续航里程，而这恰巧是电动汽车的一大卖点。但钠离子电池作为新材料电池，全面探索市场依然是初期发展必须走的方向。

英国的Faradion就凭借其钠离子电池在澳大利亚和印度找到了市场。Faradion的钠离子电池采用了氧化物材料正极和硬碳负极，其能量密度的设计性能可达到155Wh/kg。该公司去年宣布与投资集团ICM澳大利亚达成订单，将钠离子电池用于住宅和商业用电的储能，Faradion同时也在印度开发使用钠离子电池的商用重型货车。

中科海钠是一家专注于钠离子电池储能的公司，拥有中国锂电先驱陈立泉院士领头的研发团队。中科海钠的钠离子电池采用了自研的铜基钠离子层状氧化物材料，负极则采用了无烟煤基软碳材料，以此制成的钠离子电池能量密度已达145Wh/kg。

NaCR32138钠离子圆柱电池 / 中科海钠

今年6月28日，搭载中科海钠钠离子电池的1MWh电池储能系统已经在山西太原正式投入运营，光伏发电后通过逆变器对储能系统进行充电，将市电、光伏和充电系统形成一个微电网循环。依照中科海钠的展望，其钠离子电池未来的应用领域主要在低速电动车、电动船、家庭储能和电网储能。

结语

碳达峰和碳中和两大目标的提出为电池提供了庞大的市场，钠离子电池借此东风进入储能市场适逢其时。国家发展改革委和国家能源局在《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中提到“坚持储能威廉希尔官方网站 多元化”，“加快钠离子电池等威廉希尔官方网站 开展规模化试验示范”，势必会进一步助推该威廉希尔官方网站 在我国的应用落地。

而在动力电池市场，钠离子电池虽然已经有了低温场景和快充等优势，但能量密度上仍需要继续突破。至于一直在提的安全性提升，还是得等到固态电池正式商用的那一天，届时不论是锂离子电池还是钠离子电池都会从中受惠。