新能源汽車的爆發(fā)式增長帶動鋰離子電池的產(chǎn)能激增，鋰資源短缺身價暴漲。此時，具有相似理化性質(zhì)的鈉離子電池受到業(yè)界的廣泛關(guān)注，正在醞釀著一場“奪權(quán)上位”大計。那么，鈉離子電池究竟是何方神圣?又能否取代鋰離子電池成為新寵呢?且看下文。

鋰資源短缺身價一路飆升

新能源汽車產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式發(fā)展帶動鋰鹽需求，目前國內(nèi)動力電池的缺口已經(jīng)達到2Gwh左右，按照1Kwh需要0.7kg碳酸鋰的用量估計，碳酸鋰需求缺口已達1400噸左右。全球鋰資源總儲量換算成提純的金屬鋰最多3000萬噸，目前已探明可開采的鋰礦資源換算成金屬鋰達1500萬噸。據(jù)規(guī)劃，2020年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)量將達到200萬輛，2050年全球鋰需求量將達到4000萬噸。屆時，鋰作為稀缺能源難以滿足新能源汽車的供應，未來供需缺口將日益擴大。

與鋰相比，鈉儲量豐富、分布廣泛、成本低廉，并且與鋰具有相似的理化性質(zhì)，一旦未來鋰供應不上，鈉離子電池將可以完全替代，成功上位。因而近兩年來鈉離子電池的研究受到業(yè)界廣泛關(guān)注。

鈉離子電池是何方神圣?

鈉離子電池的概念起步于上個世紀80年代與鋰離子電池幾乎同時起步。鈉離子電池的工作原理與鋰離子相似，充電時，Na+從正極材料中脫出，經(jīng)過電解液嵌入負極材料，同時電子通過外電路轉(zhuǎn)移到負極，保持電荷平衡;放電時則相反。

原理上，鈉離子電池的充電時間可以縮短到鋰離子電池的1/5。鈉離子電池最主要的特征就是利用Na+代替了價格昂貴的Li+，為了適應鈉離子電池，正極材料、負極材料和電解液等都要做相應的改變。相比于鋰元素，鈉離子電池的優(yōu)勢在于資源豐富，鈉資源約占地殼元素儲量的2.64%獲得鈉元素的方法也十分簡單，因此相比于鋰離子電池，鈉離子電池在成本上將更加具有優(yōu)勢。

雖鈉離子電池能量密度不及鋰離子電池，但就目前碳酸鋰價格高漲的形勢來看，鈉離子電池仍然具有十分廣泛的應用前景：對于能量密度要求不高的領(lǐng)域，在電網(wǎng)儲能、調(diào)峰，風力發(fā)電儲能等方面應用前景廣闊。未來鈉離子電池將逐步取代鉛酸電池，在各類低速電動車中獲得廣泛應用，與鋰離子電池形成互補。

鈉離子電池受到科研界廣泛關(guān)注

鈉離子電池的應用價值受到越來越多的重視，近年來鈉離子電池受到科研界廣泛關(guān)注，國內(nèi)外相關(guān)機構(gòu)不斷研發(fā)取得重大突破。

2015年，中國科學院物理研究所博士生李云明、研究員胡勇勝等在鈉離子電池碳基負極材料上取得了突破，采用成本更加低廉的無煙煤作為前驅(qū)體，通過簡單的粉碎和一步碳化得到了一種具有優(yōu)異儲鈉性能的碳負極材料。

2016年4月，蘇州大學和德國普朗克固態(tài)研究所研究人員開發(fā)了一種陽極氧化制備硫摻雜的TiO2納米管陣列，該自支撐的陣列管道結(jié)構(gòu)不僅可以提供更多的反應活性表面，大幅度提高電子電導率。

2016年8月，北京大學的Xusheng Wang等人利用簡單高溫固相法合成了一種新型金屬硫化物負極材料SnSSe，該材料表現(xiàn)出了優(yōu)秀的循環(huán)性能和倍率性能。

2017年2月，中國科學院物理研究所博士生李云明、研究員胡勇勝等采用成本更加低廉的無煙煤作為前驅(qū)體制作出鈉離子電池負極，通過簡單的粉碎和一步碳化得到了一種具有優(yōu)異儲鈉性能的碳負極材料，為其進一步市場化應用提供了可能。

電池企業(yè)紛紛發(fā)力鈉離子電池領(lǐng)域

鈉離子電池前景廣闊，未來將逐步取代鉛酸電池，在低速電動車中獲得廣泛應用，電池企業(yè)未雨綢繆紛紛發(fā)力鈉離子電池領(lǐng)域。

住友電氣

住友電氣工業(yè)在2013年開發(fā)出了即使電池內(nèi)部溫度較低也能工作的鈉離子電池。因為無需散熱空間，所以體積成功縮小到了鋰電池以下。目標是應用于住宅用蓄電池和純電動汽車。

超威

2017年1月18日，超威集團與美國通用電氣公司結(jié)合各自的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)優(yōu)勢，共同創(chuàng)建合資公司，拓展鈉鹽電池的應用領(lǐng)域，邁出搶灘國內(nèi)儲能市場的關(guān)鍵性一步。經(jīng)過多年研發(fā)，Durathon鈉鹽電池技術(shù)實現(xiàn)了商業(yè)化，目前已經(jīng)在全球25個國家，建成了太陽能、風電組合、峰值管理、通訊基站等儲能項目。

比克電池

比克電池對鈉離子電池的研發(fā)已經(jīng)進入中試階段，針對鈉離子電池能量密度偏低的問題不斷進行技術(shù)改進，以降低人們的用車成本。鈉離子電池的循環(huán)壽命和安全性都很好，一旦測試成功將直接降低動力電池的成本。比克電池表示，未雨綢繆的進行鈉離子電池的開發(fā)勢在必行。

東莞邁科

東莞邁科正研發(fā)新型的鈉離子電池，公司以團隊擁有的50多篇鈉離子電池相關(guān)論文和9項鈉離子核心專利為基礎(chǔ)，目前已在鈉離子電池材料制作、平臺建設(shè)等方面獲得了突破性的進展，新申請了發(fā)明專利2項。2016年底，團隊圍繞鈉離子電池有機系和無機系原材料性能的提升，完善工藝制作和平臺建設(shè)，到2017年中旬將小規(guī)模試制，預計2018年底前完成小規(guī)模應用。

豐田

豐田新開發(fā)的鈉離子技術(shù)可有效提升電動車的續(xù)航里程，最大可達到驚人的1000公里，而且價位更低。豐田新電池使用了鈉基化合物作為正極的鈉離子電池，電池產(chǎn)生的電壓高出鋰離子電池30%。據(jù)悉，豐田正加快推進研究，預計2020年前后可投入實際應用。該電池一旦商業(yè)化，價格會比傳統(tǒng)鋰電池更低。

小編說

隨著電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，不同技術(shù)路線的電池都有屬于自己特定的細分市場，未來鈉離子電池在公交系統(tǒng)和低速電動車領(lǐng)域?qū)�會得到一定的應用。隨著鈉離子電池研發(fā)技術(shù)不斷進步以及工序成本日益降低，未來鈉離子電池市場前景可期。