专家深度解读钠离子电池：走出实验室后，它?能改变能源的未来吗？,钠离子电池最新情况

更新时间：2026-01-17 23:42 来源：牛马见闻

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这是《麻省理?工科技]评论》2026 年“十大突破性技术”深度解读系列的第四篇内容，关注 DeepTech，关注新兴科技趋势。 在元素周期表上，钠就排在锂的正下方。作为同门师兄弟，它们有着极其相似的化学性质。然而，在过去的三十年里，锂离子的光芒几乎盖过了一切，而钠离子却长期被锁在实验室的冷宫里。 直到近年，当锂的价格像脱缰野马般狂飙，当全球能源转型深入，人们才惊觉：原来那个被我们忽视的廉价兄弟，或许是解决能源焦虑的终极平衡力量。 故事要从 20 世纪 70 年代说起。当时，科学家对于钠电池和锂电池的研究几乎是同步开启的。 1979 年，法国科学家米歇尔·阿尔芒（Michel Armand）提出了摇椅电池的概念，这奠定了现代二次电池的理论基础。当时，由于钠的离子半径比锂大，这意味着前者在材料中穿梭时就像一个胖子，容易挤坏电极结构，加上钠的能领密度天生略逊一筹，财大气粗的电子巨头们比如索尼最终选择了性能更加极致的锂。 从此，锂电池走上了通往智能手机和特斯拉的康庄大道，而钠电池则陷入了长达三十年的寂静期，只在一些小众的实验室里缓慢跳动。 为什么钠电池在 2020 年后突然翻红？答案不在化学实验室里，而在一个个账本上。 锂在地壳中的含量仅为 0.006%，而且分布非常不均匀，70% 的锂矿集中在南美的“锂三角”地带里。相比之下，钠在地壳中的含量高达 2.75%，是锂的 400 多倍，而且随处可见，比如食盐的主要成分就是氯化钠。 当锂的价格涨到每吨 50 万人民币的时候，整个电动车产业链等于都在为矿主打工。而钠离子的化合物价格既稳定又低廉。更重要的是，钠电池的正负极集流体都可以使用廉价的铝箔，而锂电池负极必须使用昂贵的铜箔，这让钠电池的整包成本比锂电池低了大约 30%-40%。 钠离子虽然能量密度稍低，但它有两个安全的必杀技：第一个是高安全性，钠电池的内阻更高，短路时释放的热量较少，而且可以实现零电压运输，彻底规避了锂电池运输中的起火风险；第二个是耐寒性，在-20℃ 的严寒之中，锂电池往往会趴窝，而钠电池依然能够保持 90% 以上的容量。 钠离子之所以能够走出实验室，关键在于科学家为其找到了合适的住宿环境也就是电极材料。目前，全球形成了三个技术流派的割据： 第一个流派是层状氧化物，其结构就像千层饼一样，钠离子在层间穿梭。这是目前商业化最快的路径，代表企业是中科海纳； 第二个流派是聚阴离子，其结构就像坚固的框架，循环寿命极长，适合大规模储能； 第三个流派是普鲁士蓝/白，这种材料的理论容量非常之高，但是除水工艺极难，宁德时代的第一代钠电池就尝试过这一路径。 站在 2026 年的今天，我们看到的不再是钠锂之争，而是渐渐地各放异彩。 对于储能电站来说，在沙漠和戈壁滩上，钠离子储能集装箱正在默默工作。它们不惧高温、不惧严寒，更重要的是它们足够便宜。 钠离子电池的逐渐复兴，也意味着能源不会被少数矿产大国垄断，每一个拥有海洋和盐湖的国家，都有机会掌握自己的电能未来。 以下评论内容均为个人见解，不代表《麻省理工科技评论》观点 重塑储能系统的黄金平衡点 随着全球能源体系从“碳中和”目标迈向资源可持续阶段，钠离子电池正从实验室探索走向产业化前沿。它以原料丰富、成本低、安全性好等特性，逐步成为锂电体系的重要补充力量。近两年，钠电池已实现从材料突破到量产验证的跨越，其产业化速度甚至超出最初预期。 从技术成熟度看，中国已站上全球第一梯队。正极体系从层状氧化物、聚阴离子到普鲁士蓝类多线并进，负极材料以硬碳为主，性能持续提升。当前量产电芯能量密度可达 160-175 Wh/kg，循环寿命超过 3,000 次，低温性能优于锂铁体系。中国在钠电领域已实现从技术领先到场景落地的闭环。 与此同时，欧洲、美国虽在基础专利与储能系统集成上具有一定优势，但整体产业链配套与成本控制仍处于完善阶段。但若从长期竞争视角观察，钠离子电池仍面临结构性瓶颈。其能量密度受制于钠离子较大的半径与较低的电位平台，体积能量密度和比能量均难以超越锂体系上限。硬碳负极的一致性、初始库伦效率与成本控制仍是制约规模化的关键难题，电解液体系的兼容性、固态电解质界面膜稳定性亦需进一步优化。 此外，产业生态尚未完全成熟，产线设备、标准体系与电池管理系统开发都处于调整阶段。可以预见，未来两三年，钠电企业的竞争核心将从材料研发转向体系工程能力与成本控制水平。 在应用层面，钠离子电池的定位并非锂的替代，而是体系的组合。其优势场景在于成本敏感、安全性要求高的应用领域，如两轮车、低速车、分布式储能与大规模电网储能。根据现有产业规划，到 2026 年前后，中国钠离子电池总产能有望突破 100 GWh，广泛应用于可再生能源并网与分布式电力调度体系中。 未来 3-5 年，钠离子电池的发展趋势大体可归纳为三点：第一，技术性能将逐步接近磷酸铁锂水平；第二，产业链将进入标准化与成本优化阶段，形成独立的设备体系与供应链；第三，应用将从边缘场景走向主流储能系统，成为电化学储能的重要支撑。钠离子电池有望完善全球储能格局，成为能源体系的重要组成部分。 钠电的独立闭环与场景重塑 目前，钠离子电池产业正处在从技术示范迈向规模化商业落地的重要转折期，是加速跑阶段。 2023 年被视为“钠电元年”，标志着产品开始真正走向市场——同年，不仅由中科海钠等建设的兆瓦时级储能电站投入运行，首个钠离子电池行业标准也公开征求意见，为产业化奠定了基础。目前普遍认为 2024~2025 年是技术突破转向产业化的关键阶段，今年更是商业化落地进程中的核心节点。 从应用前景看，钠离子电池适合规模化储能装置。全国首个大容量钠离子电池储能电站（广西伏林电站）二期于 2025 年 10 月投运，这标志着其在储能领域的应用迈出了实质性一步。 目前，多条技术路线呈现良性竞争的发展趋势，最终将以具体材料体系与工艺与钠电池兼容性佳、综合成本最低，且综合性能较好，以实现规模化生产和商业应用。 与此同时，环境影响评估已被广泛重视，在正极材料方面，主流技术路线通常避免使用高成本、高环境风险的重金属元素，转而采用铁、锰、铜等更丰富、低毒性的元素。此外，针对传统含氟电解质在成本、毒性及回收方面的弊端，而无氟电解液研发已成为当前研究热点。 主流正极材料无需使用锂电材料中的钴、镍等具有高环境成本的金属元素，钠电的正负极均可使用铝箔，简化了电池拆解与分选流程，降低了回收复杂度与成本，钠电正从“替补选手”转向“重要角色”。 钠电与锂电所用的正负极、电解液和集流体均有所差异，锂电主要是提取钴、镍、锂等金属，钠电是提取铁、锰、铜等金属，其正极材料中的钠本身回收价值也很低。因此，从技术经济性出发，未来必将催生出独立于锂电、专为钠离子电池理性设计的回收技术标准与闭环产业链。 钠电目前与锂电相辅相成。锂、钠互补从资源安全、供应链韧性、应用场景和技术经济性上构成了更可靠的安全网，降低能源体系对单一战略资源的绝对依赖，也增强了整个电池产业链的成本调节的缓冲空间。 另外，行业需跨越的终极技术挑战是钠电应尽早建立独立的技术标准、专用供应链和回收体系。尤其在硬碳负极、无氟电解液、直接再生回收技术等核心环节，亟需发展出专用、高效的产业链。 同时，长期价值应更加关注安全、成本和可预测性，而非单纯的高能量密度。钠电的应用场景应围绕需求展开，打造“为规模化储能应用场景”的低成本、高安全电池。 寻找钠离子的独立应用坐标 钠离子电池的技术成熟度正处于持续上升阶段，核心性能指标已逐步接近实际应用需求。头部企业量产电芯的能量密度普遍达到 160-175Wh/kg，接近磷酸铁锂电池水平，循环寿命超过 8000 次。 但从原理上判断，钠离子电池能量密度的上限要低于锂离子电池，这种物理局限源于钠离子相对于锂离子的原子质量和离子半径更大，造成同体积下携带电荷量偏低——这是根本性而非暂时性的差异。因此，钠电的技术成熟不是追上锂电，而是找到各自的应用生态。 在应用场景拓展方面，钠离子电池已在储能、商用车等领域取得实质性突破。大唐湖北 100 兆瓦/200 兆瓦时钠离子新型储能电站一期工程已于 2024 年 6 月投运，全国首个构网型钠离子电池储能系统也在云南文山并网投运。在动力领域，中科海钠和宁德时代都发布了适配商用重卡的产品。 成本困局是钠离子电池此刻最大的现实挑战。由于碳酸锂价格暴跌，钠电相对于 LFP 的成本优势已经消失，钠电的理论成本目标（0.3 元/Wh）在技术成熟和产业链成熟两项要求前难以实现，而当前市场价仍在 0.45-0.6 元/Wh——高于磷酸铁锂电池。 首先是核心产品力还需要提升，整个行业的产品能量密度和循环寿命要达到或者接近磷酸铁锂水平，这样才能在初次采购成本和全寿命周期使用成本上具备真正的价格优势。 其次产业链不完善是另一大制约因素，目前钠离子电池的正极材料已逐渐收敛为两条技术路线——层状氧化物、聚阴离子化合物，之前的普鲁士蓝体系由于难以解决的技术问题，逐渐边缘化。负极材料以硬碳为主，但其技术路线在前驱体的选择和具体工艺步骤上还处于百花齐放的探索阶段。 正负极在运行产线均在千吨左右，产业链相对锂离子电池远不成熟，成本下降空间依然很大。未来两年技术路线的收敛有望加速。正负极材料产业可能形成 1-2 条主流工艺路线，从而提高产业链集中度、加速规模效应释放。 钠离子电池的前景是光明的，尤其是在全球地缘政治的不稳定情况下，大力发展不依赖于稀缺金属元素的钠离子电池成为了全球共识。但这个过程并不是坦途，大家通常会短期高估一个新技术的影响而长期来看低估这个进步。 未来 3-5 年，钠离子电池产业将呈现“技术驱动降本、场景差异化突破、产业链协同升级”的发展趋势。通过规模化生产和技术迭代，钠电池成本在未来 2-3 年内有望持续降低。应用场景将更加聚焦，在电网调频、商用车、通信基站备用电源等对成本、安全性和低温性能要求高的领域形成差异化竞争优势。 后记：谁取代谁的争论渐行渐远 总之，走过半个世纪，钠离子电池终于从那个被冷落的化学课本配角，变成了今天能源舞台上无可争议的新星。我们曾痴迷于锂电池带来的极致轻薄与超长续航，却在资源焦虑和价格波动的打击下，重新发现了钠这个朴实兄弟的可贵之处。它不挑剔出生地，也不惧怕严寒，这种踏实的性格让它在戈壁滩的储能电站和穿街过巷的小车里找到最舒服的位置。 现在的钠电行业就像是一个刚跑过起跑线的运动员，虽然还在和成本较劲，虽然技术细节上还有不少坑要填，但是那种蓬勃向上的劲头是藏不住的。科学家们在实验室里忙着优化材料，工程师们在产线上盯着每一道工艺。 大家心里都清楚这不仅是为了造出一块更便宜的电池，更是为了给未来的生活买一份保险。回看这几年的波折，关于谁取代谁的争论渐渐淡了，取而代之的是一种并肩作战的默契...... 运营/排版：何晨龙

编辑：凯蒂·霍尔姆斯