鈉離子電池（英語：Sodium-ion battery），是一種以鈉離子為電荷載體的充電電池，其工作原理及結構與鋰離子電池相似，差別只在以在元素週期表同組、化學特性相近的鈉取代鋰。
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由於製造鋰離子電池所需的物料在資源分佈、價格及開採導致的環境破壞等問題，鈉離子電池在2010年至2020年代被關注。鋰離子電池需要到的鋰、鈷、銅及鎳，在鈉離子電池並不是必然需要。
鈉離子電池的最大好處就是用作生產所需的資源蘊藏量豐富，但仍須要解決能量密度較低，充電週期較少的問題後才可實用化。
歷史
鈉離子電池的研發在1970年代至1980年代間開始。但在1990年代，鋰離子電池顯得較有可能實用化，因而鈉離子電池的研究就慢了下來。
自2010年代早期，因為製造鋰離子電池的成本上升，對鈉離子電池的研究的投入開始增加。
2021年，寧德時代宣佈將會在年內投產自身研發的第一代鈉離子電池，提供在有需要的使用場景中使用[1]。能量密度160 Wh/kg，並預計可提高至 200 Wh/kg。預計到 2025 年，鈉離子電池容量將增至 10 GWh[2]
原理
鈉離子電池的負極由含有鈉的物料造成，作為正極的物料則不一定需要含有鈉，電解質是含有鈉的極性質子溶劑或極性非質子溶劑。當充電時，鈉離子由負極移動到正極，而電子則流經外部電路。當放電時則以相反過程進行。
優勢與劣勢
由於鈉離子比鋰離子更大，所以相對於鋰離子電池，能量密度較低，[3][4]因為鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較於鋰鹽而言儲量更豐富，價格更低廉。[5]此外，充電週期較少。但生產成本低，而且較安全。
| 鈉離子電池 | 鋰離子電池 | 鉛酸電池 | |
|---|---|---|---|
| 成本(美元，US$) / (千瓦·時，kWh ) | 40–77 (理論價-2019年)[6] | 137 (平均價-2020年).[7] | 100–300[8] |
| 容積能量密度 (瓦·時/升，W·h/L) | 250–375 , 原型數據[9] | 200–683 [10] | 80–90 [11] |
| 比能 （瓦·時/公斤，W·h/kg） | 75–200, 原型數據及產品公報[9][12][13] | 120–260[10] | 35–40[11] |
| 充電週期（放電深度80%）[a] | 數百至數千次[14] | 3,500[8] | 900[8] |
| 安全性 | 水性電池—低危險性,
鈉碳電池—高危險性 |
高危險性[b] | 危險性一般 |
| 物料 | 蘊藏量豐富 | 蘊藏量稀少 | 有毒 |
| 週期穩定性 | 高 (自放電低得可以忽略) | 高 (自放電低得可以忽略) | 一般 (高自放電) |
| 儲能效率 | 高至92%[14] | 85–95%[15] | 70–90%[16] |
| 運作溫度範圍[c] | −20 °C 至 60 °C[14] | 最大範圍：−20 °C 至 60 °C.
最佳範圍：15 °C 至 35 °C[17] |
−20 °C 至 60 °C[18] |
註釋
參考資料
參見
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