钠离子电池

钠离子电池（英语：Sodium-ion battery），是一种以钠离子为电荷载体的充电电池，其工作原理及结构与锂离子电池相似，差别只在以在元素周期表同组、化学特性相近的钠取代锂。

钠离子电池

比能	75–200 Wh/kg
能量密度	250–375 W·h/L
时间耐久性	> 10 年
循环耐久性	2,000 充电周期
标称电池电压	3.0–3.1 V

由于制造锂离子电池所需的物料在资源分布、价格及开采导致的环境破坏等问题，钠离子电池在2010年至2020年代被关注。锂离子电池需要到的锂、钴、铜及镍，在钠离子电池并不是必然需要。

钠离子电池的最大好处就是用作生产所需的资源蕴藏量丰富，但仍须要解决能量密度较低，充电周期较少的问题后才可实用化。

历史

钠离子电池的研发在1970年代至1980年代间开始。但在1990年代，锂离子电池显得较有可能实用化，因而钠离子电池的研究就慢了下来。

自2010年代早期，因为制造锂离子电池的成本上升，对钠离子电池的研究的投入开始增加。

2021年，宁德时代宣布将会在年内投产自身研发的第一代钠离子电池，提供在有需要的使用场景中使用^[1]。能量密度160 Wh/kg，并预计可提高至 200 Wh/kg。预计到 2025 年，钠离子电池容量将增至 10 GWh^[2]

原理

钠离子电池的负极由含有钠的物料造成，作为正极的物料则不一定需要含有钠，电解质是含有钠的极性质子溶剂或极性非质子溶剂。当充电时，钠离子由负极移动到正极，而电子则流经外部电路。当放电时则以相反过程进行。

优势与劣势

由于钠离子比锂离子更大，所以相对于锂离子电池，能量密度较低，^[3][4]因为钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。^[5]此外，充电周期较少。但生产成本低，而且较安全。

比较

	钠离子电池	锂离子电池	铅酸电池
成本(美元，US$) / (千瓦·时，kWh )	40–77 (理论价-2019年)[6]	137 (平均价-2020年).[7]	100–300[8]
容积能量密度 (瓦·时/升，W·h/L)	250–375 , 原型数据[9]	200–683 [10]	80–90 [11]
比能 （瓦·时/公斤，W·h/kg）	75–200, 原型数据及产品公报[9][12][13]	120–260[10]	35–40[11]
充电周期（放电深度80%）[a]	数百至数千次[14]	3,500[8]	900[8]
安全性	水性电池—低危险性, 钠碳电池—高危险性	高危险性[b]	危险性一般
物料	蕴藏量丰富	蕴藏量稀少	有毒
周期稳定性	高 (自放电低得可以忽略)	高 (自放电低得可以忽略)	一般 (高自放电)
储能效率	高至92%[14]	85–95%[15]	70–90%[16]
运作温度范围[c]	−20 °C 至 60 °C[14]	最大范围：−20 °C 至 60 °C. 最佳范围：15 °C 至 35 °C[17]	−20 °C 至 60 °C[18]