顧名思義，鈉離子電池是利用鈉離子代替鋰離子進行插入和提取來實現電荷轉移的電池，其工作原理與鋰離子電池類似。鈉(鈉)是壹種金屬元素，與鋰屬於同壹家族，因此具有相似的化學性質，可以用來制造電池。與鋰離子電池不同，鈉離子電池的正極材料是普魯士白材料，負極材料是硬碳材料。
普魯士白，鈉離子電池的陰極材料，聽起來很奇怪。在介紹普魯士白之前，首先要提到它的“近親”——普魯士藍。普魯士藍本質上是壹種藍色的化學塗料，最早是在公元18世紀由壹位名叫迪斯巴赫的德國工人發明的。而普魯士白則是在普魯士藍的基礎上經過壹系列化學變化生成的鈉含量更高的化合物，呈現白色，故名普魯士白。
我們不應該被這個陌生的名字所困擾，只要我們明白它是壹種粉末狀的陰極材料。該材料具有獨特的三維網絡結構，結構穩定，電化學可逆性高，並能輔助電荷傳導，因此適合用作鈉離子電池的正極材料。
至於鈉離子電池中用作正極材料的硬碳材料，主要是指壹些在2500℃以上高溫下難以石墨化的碳材料。我們常見的柚子皮、葡萄糖、纖維素、樹脂碳(如酚醛樹脂、環氧樹脂、碳黑(乙炔黑)等。)都是硬碳材料。與石墨的六方固定結構相比，屬於無定形結構。與石墨相比，相同質量的材料可以容納更多的離子，可以使電池具有更高的能量密度。
其實鈉離子電池早就有了，並不是什麽新技術。相關研究起步較早，並已在實踐中得到應用。2019，江蘇常州開通全球首個鈉離子電池儲能電站。只是因為能量密度和鋰離子電池沒有競爭力，所以沒有大規模商用。現在，當代Amperex科技有限公司通過技術創新研發的第壹代鈉離子電池，能量密度達到了160Wh/kg，與磷酸鐵鋰電池相當。
1，安全優勢
電池的安全性應該是每個人最關心的問題。由於化學性質的不同，鈉離子電池在安全性上比鋰離子電池有著絕對的優勢:可以進行過充、過放、針刺、擠壓等安全項目的測試，不會起火爆炸。而且鈉離子電池可以低功率運輸，不需要對電池進行預充電，提高了電池的運輸安全性。
鋰離子電池使用銅箔作為負極母線。在低電壓下，銅箔容易氧化，導致電池性能下降，失效。因此，鋰離子電池在運輸前應預先充電。與低功率電池相比，運輸高功率電池的風險更大。
與鋰離子電池不同的是，鈉離子電池可以使用穩定性更好的鋁箔作為負極母線，無需擔心負極氧化導致電池性能下降甚至失效。
2、充電15分鐘可充滿80%的電量。
在相同濃度下，鈉離子電池的電解液比鋰離子電池具有更好的流動性和更高的電導率。所以可以有更好的快充性能。根據當代Amperex科技有限公司的測試，電池在室溫下15分鐘可充至80%。與磷酸鐵鋰電池相比，在充電速度上優勢明顯。
3、更強的溫度適應性
“北方不要碰新能源車”“冬天電池壽命減半”。我們經常抱怨，冬天新能源汽車續航下降嚴重。甚至還有車主不敢開暖風，裹著厚厚的被子開車。圖為磷酸鐵鋰電池在不同溫度下的放電容量。可以看到，在零下20攝氏度時，容量比常溫時減少了40%左右。磷酸鐵鋰電池受溫度影響很大。然而鈉離子電池就不壹樣了。經測試，在零下20℃下仍能維持90%以上的電量，相比磷酸鐵鋰電池，鈉離子電池的溫度適應性更強，更適合在中國北方使用。
4.資源優勢
眾所周知，我國是鋰電池生產大國，三元鋰電池所需的鋰、鈷、鎳材料需要大量進口，資源安全難以保證。地球上鋰、鈷、鎳的儲量有限，不足以支撐鋰電池行業走向TWh時代。
中國“鋰電池之父”陳立泉院士曾說:“世界上所有的電能都是靠鋰離子電池儲存的，這是遠遠不夠的。鈉離子電池是新電池的首選。”鈉離子電池所需的鈉資源在地球上十分豐富，豐度為2.74%，是鋰的400多倍。而且分布很廣。畢竟我們每天吃的鹽是氯化鈉(NaCl)。可以說，有海的地方就有鈉。由於鈉離子電池的陽極不需要鈷、鎳等稀有貴金屬，中國的資源安全將得到極大保障。
5.成本優勢
電池成本主要是材料成本。近年來，隨著新能源汽車、儲能等領域對鋰電池需求的快速增長，鋰資源越來越稀缺，鋰的價格也越來越貴。幾年前最便宜的碳酸鋰不到4萬元壹噸，現在翻了壹倍，達到8萬到9.1萬噸。而且鈉離子電池的陽極不需要鈷、鎳等稀有貴金屬，陰極使用的硬碳材料也比鋰電池使用的石墨便宜。綜合材料成本要比鋰離子電池低30-40%。
此外，鈉離子電池和鋰離子電池的工作原理和電池結構相似，生產鋰電池的生產線只需稍加改造就可以生產鈉離子電池。對於當代安普科技有限公司來說，這種改變很容易實現，可以利用現有的生產線降低投入成本和時間成本。
與磷酸鐵鋰電池相比，鈉離子電池具有安全性、充電速率、溫度適應性和成本優勢。電池的循環壽命與磷酸鐵鋰電池相當，能量密度暫時不如磷酸亞鐵鋰。那麽鈉離子電池會被用來做什麽呢？我們來看看它的應用領域。
1，儲能電站
由於能量密度要求低，鈉離子電池具有最適合制造儲能電站的優點。安全、充電速度快、溫度適應性好、成本低、循環壽命長是儲能電站最需要的。相信未來鈉離子電池在儲能領域會有很大的應用。
2.用於城市交通的新能源汽車
類似儲能電站，類似五菱洪光MINI EV的各種小型城市新能源汽車，對能量密度要求不高，也是很好的應用場景。這類電動車對續航和性能要求不高，需要盡可能控制制造成本，所以這類車使用的電池大多是低成本的磷酸鐵鋰電池。隨著鈉離子電池行業的不斷發展，原材料成本會下降，鈉離子電池的成本優勢會越來越強。我相信這種