鈉離子電池歷史悠久,近十年發展迅猛。上世紀 70 年代,鈉離子電池幾乎與鋰 離子電池同時被發現,隨后幾十年鈉離子電池進展較為緩慢。2010 年后,學界 開始逐漸重視鈉離子電池相關材料的研究,論文數量不斷攀升,在 2020 年前后 達到頂峰,期間多種類型的正負極材料及其工藝路線的研究起頭并進。2020 年 后,鈉離子研究熱度開始下降,表現出技術成熟與初步商業化的特征。2011 年, 全球首家主營鈉離子電池的公司 Faradion 在英國成立;2017 年,國內開始的一家鈉 離子電池專業制造商中科海鈉成立,隨后不斷取得商業化成果,為鈉離子電池產 業化開辟了道路。
各環節技術不斷突破,鈉離子電池性價比優勢凸顯。近年來,鈉離子電池各環節 在基礎技術層面屢見突破。寧德時代優化普魯士藍正極工藝,選用上好的佳材料粒徑 并進行碳包覆,提高了放電功率;中科院物理所團隊發明銅基正極材料,探索下 一代高熵正極材料,通過無煙煤裂解技術獲得軟碳負極材料;過程所團隊使用鋁 代替聚陰離子正極材料中的釩元素,提高其性能的同時降低了成本。
鈉離子電池相較鋰電子電池成本更低廉。鈉電池由于嵌入效率低,能量密度受影 響,但成本優勢顯著。鈉離子電池正極材料無須價格較高的鋰鹽,也可以使用銅 基正極材料以避免價格較高的過渡金屬元素化合物,據中科海鈉數據顯示,鈉離 子電池銅基正極成本相比磷酸鐵鋰正極可降低近 60%;同時,由于鈉與鋁不易 發生合金化反應,集流體可以全部使用鋁箔代替銅箔,成本可降低近 70%。另 外,鈉離子電池負極材料可以使用價格較低的無煙煤加工獲得,隔膜與鋰離子電 池類似,兩者基本維持與鋰離子電池相近的成本。根據中科海鈉的綜合測算,鈉離子電池成本相比性能接近的磷酸鐵鋰電池可降低約 30%-40%;目前,鈉離子 電池制造工藝尚未完全成熟,制造規模較小,其制造成本約為 1 元/Wh,與三元 鋰電池相當;而據中科海鈉預測,在規模效應的加持下,鈉離子電池成本有望進 一步壓縮至 0.2~0.3 元/Wh。