中國粉體網訊 隨著新能源汽車市場快速發展，作為新能源汽車核心競爭力的鋰電池材料一直面臨著供需緊張問題，導致近兩年鋰價上漲鋰離子電池的成本飆升。在此背景下，沉寂多年的鈉離子電池終于等來發展風口。
相較于鋰離子電池，鈉離子電池具有原材料儲量豐富、成本低、高低溫性能卓越、快充能力高以及安全性能高等優勢，使得鈉離子電池吸引了許多動力電池廠商的目光。隨著各大企業在鈉離子電池領域的投入以及鈉離子行業標準的制定，鈉電池技術及材料逐步具備產業化的可能，而屬于鈉離子電池的時代大門正在快速打開。
圖1 2020年全球已探明鋰資源儲量分布
圖2 2020年全球已探明鈉資源儲量分布
鈉離子電池的工作原理及結構與鋰離子電池十分相似。因此，發展鈉離子電池技術的關鍵同樣是在于探究合適的正、負極材料以及電解液。
圖3 鈉離子電池工作原理
正極材料的研究決定了鈉離子電池的產業化進程和最終性能。目前研究的鈉離子電池正極材料主要分為層狀氧化物、普魯士藍類化合物和聚陰離子類化合物等。三類正極材料都已經實現商業化生產，其中層狀氧化物因制備方法簡單、技術轉化容易、能量密度高、可逆比容量高以及可逆的鈉離子脫/嵌能力等優點，成為最富有前景的鈉電正極材料。國內寧德時代和中科海納等代表企業都選擇層狀氧化物作為鈉離子電池正極材料。
同樣地，開發廉價和高性能的負極材料也是推動鈉離子電池的產業化不可或缺的一部分，目前鈉離子電池負極材料研究主要集中于炭材料及部分非炭材料，包括碳基材料（硬碳、軟碳）、鈦基化合物、有機材料以及合金材料等。硬碳材料具備儲鈉比容量較高，儲鈉電壓較低，循環性能較好等諸多優勢，被認為是推動鈉離子電池實用化進程的關鍵負極材料。
電解液作為二次電池的重要組成部分，是連接正極和負極的橋梁，在正負極之間起到傳輸離子的作用，對電池的電化學性能及安全性起到至關重要的作用。鈉離子電池電解液主要由溶質、溶劑、添加劑構成，并共同決定電解液的性質。目前主流的鈉離子電池電解液是NaPF6，具有較高的可溶解度和導電率，可使鋁箔表面形成穩定鈍化層，兼容碳基負極和各類正極材料，且NaPF6合成工藝與LiPF類似，可直接實現量產。
其他像隔膜方面，目前常用的隔膜主要分為干法隔膜和濕法隔膜兩類，主要包括PP、PE、PP/PE以及PP/PE/PP隔膜、陶瓷隔膜、涂膠隔膜等。集流體方面，鈉離子電池負極可采用鋁箔作為集流體，相對于鋰離子電池所需要的銅箔成本下降了66.7%。
總體而言，鈉離子電池在大規模產業化之后具有明顯的成本優勢，在循環壽命和安全性方面與磷酸鐵鋰相當，在倍率性能和高低溫性能方面都不弱于各種類型的鋰離子電池。因此鈉離子電池比較適合對能量密度要求不高，但是對成本比較敏感，或者對循環壽命要求比較高的應用場景，例如儲能、低速兩輪車及電動車、插電混合動力汽車、戶儲、UPS以及5G基站等。
參考來源：
1.張凱等《鈉離子電池錳酸鈉正極材料研究進展與發展趨勢》
2.楊建等《鈉離子電池層狀正極材料的研究進展》
3.任偉成《鈉離子電池負極材料的構筑與電解液研究》
4.孫瀟雅 天風證券《鈉電池深度：吐故“鈉”新，分庭抗“鋰”》
5.新材料在線《2023年中國鈉離子電池行業研究報告》
（中國粉體網編輯整理/喬木）
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