8月26日，工业和信息化部（以下简称工信部）的一则答复，带来了股市钠离子电池板块的一波上涨行情，而对于汽车企业而言，钠离子电池倘若真正进入商业化推进，也将带来从成本到安全性方面的全面获益，但就目前而言，钠离子电池距离商业化还有多远，能否替代当下的主流锂离子电池呢？

 

       其实，工信部这则答复中，都已经做出了解答。

       新能源产业“压舱石”

 

       工信部在《关于在我国大力发展钠离子电池的提案》的答复（以下简称《答复》）中，明确提到了一点：“中国提出碳达峰、碳中和宏伟目标，是全球应对气候变化的里程碑事件，将对绿色低碳发展产生深远影响。实现碳达峰、碳中和的关键任务是实施可再生能源替代行动、大幅提升新能源在能源结构中的比重、构建以新能源为主体的新型电力系统。锂离子电池、钠离子电池等新型电池作为推动新能源产业发展的压舱石，是支撑新能源在电力、交通、工业、通信、建筑、军事等领域广泛应用的重要基础，也是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑之一。”

 

       基于“压舱石”的定调，实际从“十三五”到“十四五”，国家有关部门，包括工信部、科技部、财政部等都“高度重视新型电池产业发展，从加强行业管理、统筹产业规划、支持技术创新、加快标准建设等角度出发，采取一系列措施促进新型电池产业健康有序发展“。

 

       从钠离子电池和锂离子电池的优缺点，到钠离子电池产业的研发、发展到商业化，工信部都给予了肯定的答复。那么，站在非专业人士的角度，钠离子电池究竟有哪些优缺点，它是否具备替代锂离子电池的前景呢？

（以下图片来自宁德时代官方网站）

 

       优点很鲜明

 

       实际上，关于钠离子电池和锂离子电池的技术方面探讨属于热点话题。站在非专业人士的角度来看，钠离子电池和锂离子电池两者之间，有着很多相似度，同时又有着很显著的区别。

 

       相同之处在于，钠与锂在元素周期表中属于同一个主族，它们的物理与化学性质很相似，而钠离子电池与锂离子电池的充放电原理，也都被业界称之为“电池摇椅”——即依托锂离子或钠离子在正负两极之间的来回游走，带动电子，两端的正负极可想像成椅子的两端，而钠与钾就是摇椅本身，它们载着电子在这种摇摆之中完成充放电的过程。

       原理相近，而且钠离子电池也并非最新提出的科技构想，实际早在2010年，钠离子电池的开发就已经开始了。

 

       与锂相比，钠离子电池的优势非常明显：

 

       其一是储量丰富，工信部《答复》中，特意写明，锂资源在地壳中储量仅为0.002%，而钠在地球上的储量是锂的上千倍。未写明的一点是，基于当前锂提取的技术限制也导致了产量非常有限，物以稀为贵，正因如此，锂的价格近几年来已经涨了超过5倍。相比之下，钠的储量丰富，价格较低且价格水平相对稳定。

 

       其二是钠离子电池的成本也较低，由于锂与铝易发生反应生成锂铝合金，因此在正负极材料的选择上，锂电池的正极材料可以使用价格相对较低的铝箔，但负极材料却只能用造价更高的铜箔，而钠离子电池的正负极，都可以使用铝箔，相对造价也就更低。

 

       其三是钠离子电池充电速度快，安全性高，可以适应-30至80摄氏度之间的高低温而不会有太大的能量衰减，而且通过针刺等多种冲击、压力测试，也表现出良好的稳定性，所以从安全性方面来看，比锂离子电池也更胜一筹。

       缺点也待攻关

 

       成本低、安全性好、高低温性能稳定的钠离子电池，为何没能替代锂离子电池呢？

 

       7月29日，宁德时代发布了第一代钠离子电池，这是目前迈出商业化的前兆，按照宁德时代的说法，计划2023年将会量产钠离子电池。

 

       但宁德时代第一代钠离子电池的发布，并非取代锂离子电池的开端，从工信部到行业专家的看法而言，现阶段，钠离子电池技术的开发，更多的是对锂离子电池的补充而非替代，其根本原因，也在于钠离子电池还具有非常显著的缺点。

 

       简单来形容一下：假设锂离子是乒乓球大小，钠离子的体积比锂离子大很多，可以假设为足球，所以在游走时的速度就较慢，不易击穿电池隔膜，同时，这个“胖子”携带的电子量实际比锂还低，这就导致了一个很具体的缺点，即能量密度较低。

 

       宁德时代第一代钠离子电池的能量密度，已经达到了160Wh/kg——这一能量密度，而锂离子电池的能量密度现在已经轻松超过200Wh/kg了。

 

       除此之外，循环寿命相比，目前磷酸铁锂电池的循环寿命已经达到了6000次，而钠离子电池的循环寿命只能达到2000次，因此按照当前储能要求10年以上，甚至更高要求达到20年储能而言，钠离子电池的寿命仍无法满足。

 

       但正如锂离子电池技术在不断进步，能量密度不断大幅提高一样，钠离子电池随着技术手段的更新，必然也会带来更多新的技术，不过，即便如此，当前来看，宁德时代的第一代钠离子电池发布，其定义也是锂离子电池的有益补充，在技术发布中，还提到了“开发了AB电池系统解决方案，即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭，集成到同一个电池系统里，通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制“。

 

       汇总来看，钠离子电池蕴含着巨大的潜力，但这一潜力尚待技术突破与开发，也许未来它有可能替代锂离子电池，只是现阶段来看，它在未来3至5年内，还是处于“补充”的定位。