新能源汽車的爆發(fā)式增長帶動鋰離子電池的產能激增，鋰資源短缺身價暴漲。此時，具有相似理化性質的鈉離子電池受到業(yè)界的廣泛關注，正在醞釀著一場“奪權上位”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

新能源汽車產業(yè)爆發(fā)式發(fā)展帶動鋰鹽需求，目前國內動力電池的缺口已經達到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。據規(guī)劃，2020年國內新能源汽車產量將達到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，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，經過電解液嵌入負極材料，同時電子通過外電路轉移到負極，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域，在電網儲能、調峰，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注，國內外相關機構不斷研發(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構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合各自的產業(yè)、技術優(yōu)勢，共同創(chuàng)建合資公司，拓展鈉鹽電池的應用領域，邁出搶灘國內儲能市場的關鍵性一步。經過多年研發(fā)，Durathon鈉鹽電池技術實現了商業(yè)化，目前已經在全球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論文和9項鈉離子核心專利為基礎，目前已在鈉離子電池材料制作、平臺建設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，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，電池產生的電壓高出鋰離子電池30%。據悉，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

隨著電池產業(yè)的蓬勃發(fā)展，不同技術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)和低速電動車領域將會得到一定的應用。隨著鈉離子電池研發(fā)技術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。