钠离子电池与锂离子电池的对比分析

1991年被公认为是锂离子电池的商业化元年。这一年，索尼发布了世界上第一款可商业化的锂离子电池。而钠离子电池的商业化元年，业界普遍认为是2023年。由于钠离子电池自身的性能特点和所处的产业发展阶段，当下钠离子电池的应用领域远不如锂离子电池宽泛。

钠离子电池在将来能够全面取代锂离子电池吗？答案是可能性不大。这是因为钠离子电池虽然具备突出的优势，同时也存在明显的短板。其资源与成本优势对比锂离子电池最为显著；对比锂离子电池，钠离子电池具有更宽的充放电温度范围；但是钠离子电池的能量密度，则明显低于锂离子电池。

钠元素的地壳丰度（2.36%）是锂元素（0.0017%）的一千多倍，钠的分布在全球非常均匀且易于提取。而全球锂资源的地理分布极不均匀，主要集中在智利，阿根廷，玻利维亚与澳大利亚等国。锂矿勘探、建设到投产通常需要5-10年，供应弹性小，难以快速响应需求侧的市场变动。这就是碳酸锂的价格为什么总是存在大幅波动的根本原因。钠离子电池在开启大规模商业化应用后，其瓦时成本会逐年降低，并最终维持在一个合理的区间内小幅波动。

钠离子电池在低温下（低于零度）的放电效率远高于锂离子电池，并且钠离子电池支持在低温环境下小电流对其进行充电而不会损坏电池。锂离子电池则必须通过预加热的方式先将其温度加热至零度以上，然后才能对其进行充电，在低温下对锂离子电池直接进行充电，会导致锂离子电池性能的快速衰减，并有触发热失控的风险。

钠离子电池的能量密度明显低于锂离子电池。其一是因为钠离子的半径比锂离子大，导致钠离子在电极材料中嵌入/脱出时动力学更缓慢，其单位质量或体积可存储的电荷量更低；其二是因为钠的标准电极电势高于锂，使得钠离子电池的充放电平台电压低于锂离子电池，这直接降低了其能量密度（能量密度 ≈ 容量 × 电压）。

从以上分析不难看出，在某些特定应用场景下，钠离子电池是已知更优的选择。但是钠离子电池并不具备全面替代锂离子电池的基础，目前有很多应用领域，对电池的能量密度有着严苛的要求，例如我们日常使用的手机、便携式电脑等消费类电子产品，和对续航有着高要求的电动汽车等。

适合钠离子电池的应用领域有哪些呢？首先是储能领域，尤其是工商业储能。工商业储能对电池的成本控制要求极高，同时由于钠离子电池优异的充放电温升表现，其能够大大降低工商业储能热管理系统的复杂性与成本，并提高整个工商业储能系统的稳定性与可靠性；其次是启动电池领域，得益于钠离子电池优异的充放电倍率性能、宽广的充放电温度区间和高达2000次的循环寿命，这为其替代铅酸启动电池创造了得天独厚的条件。

最后，还有一个问题被经常提及，那就是钠离子电池和锂离子电池比谁更安全？我们相信迄今为止没有任何一种可充电电池技术是绝对安全的。可充电电池技术的不断进步，会让其热失控变得更加困难，从而降低热失控的概率。但是需要注意的是热失控的可能性在已知的任何可充电电池技术上都依然存在。只要电芯的内部温度超出了热失控的温度阀值，电芯就会直面热失控的风险。举例来说，我们寄予厚望的固态电池技术，其热失控温度也仅在200度-300度范围内，一旦超出此温度范围，其热失控的风险同样是剧增的。

这是否意味着我们在电池安全性这个问题上就束手无策呢？虽然目前无法从技术层面上确保电池的绝对安全，但是我们可以通过优秀的电池系统设计来对其进行高效的热管理和全方位的数据采集与监控，从而大大降低其热失控发生的概率，或在热失控发生前，能够准确发出预警信息。我们完全可以借助我们所掌握的电池专业知识，让电池在使用环节变得更加安全与可靠，这也是德富团队对每一位客户的承诺与守护。

 

关于东莞市德富新能源有限公司

 

东莞市德富新能源有限公司致力于设计和制造先进、安全、可靠的锂离子和钠离子电池系统。我们的核心团队拥有超20年的电池行业从业经验。

 

得益于我们对电池技术、电池管理系统（BMS）、力学和热力学专业知识的深刻理解。借助我们先进的制造设施和基于云端数据部署的制造执行系统（MES）。我们有能力为客户提供高质量、高可靠性和高性价比的锂离子和钠离子电池系统。

 

如果您对我们的钠离子启动电池有任何需求或疑问，请通过 info@deford.com.cn 邮箱与我们的销售人员取得联系。