鈉離子電池

钠离子电池（英語：Sodium-ion battery），是一种以钠离子為電荷載體的充电电池，其工作原理及結構与锂离子电池相似，差別只在以在元素週期表同組、化學特性相近的钠取代鋰。

鈉離子電池

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，钠離子電池在2010年至2020年代被關注。鋰離子電池需要到的鋰、鈷、銅及鎳，在钠離子電池並不是必然需要。

钠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

钠離子電池的研發在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，因而钠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，對钠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钠离子电池，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]。2025年9月，宁德时代宣布旗下“钠新电池”通过《电动汽车用动力蓄电池安全要求》（GB38031-2025）认证^[3]。钠新电池能量密度据称达175 Wh/kg，循环寿命超过1万次^[4]。

原理

钠離子電池的負極由含有钠的物料造成，作為正極的物料則不一定需要含有钠，電解質是含有钠的極性質子溶劑或極性非質子溶劑。當充電時，钠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。

优势與劣勢

由于钠离子比锂离子更大，所以相對於鋰離子電池，能量密度較低，^[5][6]因為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。^[7]此外，充電週期較少。但生產成本低，而且較安全。

比較

	钠離子電池	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)[8]	137 (平均價-2020年).[9]	100–300[10]
容積能量密度 (瓦·時/升，W·h/L)	250–375 , 原型數據[11]	200–683 [12]	80–90 [13]
比能 （瓦·時/公斤，W·h/kg）	75–200, 原型數據及產品公報[11][14][15]	120–260[12]	35–40[13]
充電週期（放電深度80%）[a]	數百至數千次[16]	3,500[10]	900[10]
安全性	水性電池—低危險性, 钠碳電池—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%[16]	85–95%[17]	70–90%[18]
運作溫度範圍[c]	−20 °C 至 60 °C[16]	最大範圍：−20 °C 至 60 °C. 最佳範圍：15 °C 至 35 °C[19]	−20 °C 至 60 °C[20]

注释

1. The number of charge-discharge cycles a battery supports depends on multiple considerations, including depth of discharge, rate of discharge, rate of charge, and temperature. The values shown here reflect generally favorable conditions.
2. See Lithium-ion battery safety.
3. Temperature affects charging behavior, capacity, and battery lifetime, and affects each of these differently, at different temperature ranges for each. The values given here are general ranges for battery operation.