钠离子电池7大技术路线一览！

原创遇韦以航维科网储能

碳中和目标的提出，极端天气的出现，新冠疫情的持续，无不在提醒人们资源的重要性。

石油、煤炭等不可再生能源用一点少一点，而太阳能、风能、氢能等可再生能源，取之不尽用之不竭，太让人眼馋了。

近年，光伏发电、风力发电、水电蓄能等可再生能源大型发电设施，如雨后春笋般在世界各地涌现，制约其并入电网的原始电压不稳定性问题，也被大型储能系统的出现所解决。

美中不足的是，现有大型储能设施，抽水蓄能电站有选址要求，锂离子电池独立储能电站安全性不高，多多少少都存在问题。

钠电储能正当时

在这个全世界都陷入迷茫，不知大型储能究竟该何去何从的时候。

一直坐冷板凳的钠离子电池，嘴角含笑，全身上下洋溢着光彩，挺直了身子，迫不及待的向全世界宣布：“我，钠离子电池，原材料丰富、安全性高、选址灵活、低温性能优异、循环寿命长，是大型储能的不二之选！”

钠离子电池结构和工作原理都类似锂离子电池，充放电功能主要通过钠离子借助电解液在正负极之间往返来实现。

自九月以来，我国布局钠离子电池的企业捷报频频。华阳股份钠离子电芯生产线正式投运，传艺科技中试线正式投产，多氟多钠离子电池成品下线，检测进行……

有人预测，2023年，极有可能是钠离子电池爆发元年。

那么，钠离子电池究竟有哪些技术路线？不同技术路线涉及什么材料？优缺点是什么？研发公司有哪些？

一、按正极材料技术路线分类

按正极材料来区分，目前，主流钠离子电池技术路线有四种，分别是过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物、普鲁士蓝（白）化合物和熔融硫。

1.过渡金属氧化物

目前，钠离子电池正极材料技术路线里，过渡金属氧化物呼声最高，主要包括磷酸铁钠、锰酸铁钠和钛锰酸钠等，涉及的可变价过渡金属包括钒、铬、锰、铁、钴、镍和铜，其中又以锰和铁为最。

走过渡金属氧化物技术路线的钠离子电池，优点是比容量高，缺点是循环性能差，需要通过掺杂活性元素或惰性元素进行改善。

中科海钠的铜基氧化物，英国FARADION公司的镍层状氧化物，电池能量密度分别可达145 Wh/kg和150Wh/kg~160Wh/kg，表现亮眼，远超其他技术体系。

据维科网储能不完全统计，钠离子电池正极走过渡金属氧化物技术路线的企业主要有华阳股份、宁德时代、中科海钠、传艺科技、容百科技、当升科技、格林美、钠创新能源、立方新能源和FARADION等。

2.聚阴离子型化合物

聚阴离子型化合物，涉及的过渡金属包括铁、钒、钴等，阴离子则主要有磷酸根、焦磷酸根、氟磷酸根和硫酸根，主要包括磷酸钒钠和氟磷酸钒钠等。

走聚阴离子型化合物技术路线的钠离子电池，优点是热稳定性高、安全性高和循环寿命长；缺点也明显，理论比容量低、导电性能差。

据维科网储能不完全统计，钠离子电池正极走聚阴离子型化合物技术路线的公司主要有鹏辉能源、众钠能源、珈钠能源、山东章鼓、法国的NAIADES组织。

3.普鲁士蓝（白）化合物

普鲁士蓝（白）化合物，由钠、过渡金属和氰根构成，拥有面心立方晶体结构。

走普鲁士蓝化合物技术路线的钠离子电池，缺点是，在电池循环中，正极材料容易因结构引发问题，导致正极材料稳定性、循环性能减弱，解决方法主要是掺杂金属元素、采用纳米结构、表面包覆等进行表面改性。

缺陷解决后钠离子电池，具备成本低、稳定性好、化学性能优异等优点。

据维科网储能不完全统计，钠离子电池正极走普鲁士蓝（白）化合物技术路线的公司有贲安能源、星空钠电、格林美、汉行科技、鹏辉能源、众钠能源和山东章鼓等。

4.熔融硫

熔融硫是钠硫电池的正极材料。钠硫电池是一种熔盐电池，由熔融电极和固体电解质构成，负极活性物质为熔融金属钠，电解质为固体电解质。

钠硫电池优点是成本低、能量密度高、充放电速度快、循环寿命长等；缺点是钠不稳定，容易与空气中的水发生化学反应，安全性较差。

据维科网储能不完全统计，钠离子电池正极走熔融硫的企业主要有三菱、NGK Insulators等。

二、按负极材料技术路线分类

以负极材料为标准，目前，主流钠离子电池技术路线有三种，分别是碳基材料、合金材料、熔融钠。

5.碳基材料

碳基材料主要分硬碳和软碳两种无定型碳，包括活性炭、高温裂解无烟煤等，是钠离子电池负极主流。

负极为碳基材料的钠离子电池，优点是成本低、容量高、制备简单、循环寿命长等，缺点是硬碳材料难以石墨化，软碳材料储钠能力低。

据维科网储能不完全统计，钠离子电池负正极走碳基材料的企业主要有贝特瑞、中科海钠和华阳股份等。

6.合金类材料

目前，Sb、Sn、P、Pb、Si、Bi、Ge等金属与钠发生合金反应生成钠离子电池合金类负极材料。

负极为合金类材料的钠离子电池，优点是理论比容量高，缺点是成本高、材料稀缺、工作时体积变化大，性价比不如碳基材料。

7.熔融钠

熔融钠是钠硫电池的负极材料，运行温度区间为300~350℃。

钠硫电池优点是成本低、能量密度高、充放电速度快、循环寿命长等；缺点是钠不稳定，容易与空气中的水发生化学反应，安全性较差。

据维科网储能不完全统计，钠离子电池正极走熔融硫的企业主要有三菱、NGK Insulators等。

三、按电解质材料技术路线分类

以电解质材料为参照的话，目前，主流钠离子电池技术路线有三种，分别是液体电解质、固液复合电解质和固体电解质。

液体电解质主要分为酯类和醚类，由钠盐溶于有机溶剂构成；固液复合电解质也叫凝胶聚合物电解质，由钠盐、聚合物和增塑剂组成；固体电解质则由钠盐与聚合物基体组成。

离子电导率，由高到低一般为液体电解质、固液复合电解质和固体电解质。

四、发展现状

目前，钠离子电池产业还不成熟，特点是技术路线多元化、成本优势不突出、工艺不完善、产业链不成熟、核心正负极和电解质材料难以大批量供应、相关标准体系欠缺等。

但是，储能相关产业对钠离子电池高度重视，现在钠离子电池研究公司已经有20多家，中科海钠、钠创新能源等我国钠电企业技术优势明显。

五、未来展望

预计在未来3~5年，随着宁德时代、鹏辉能源等老牌锂电企业加速钠电布局，中科海钠、钠创新能源等发挥技术优势，钠电产业链会初步形成，相关的工艺、管理和技术也会趋于成熟。

钠离子电池在低速交通工具和储能行业渗透率将大幅提升。

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