中國儲能網(wǎng)訊：鈉離子電池憑借其資源豐富、成本低廉、安全性高等獨(dú)特優(yōu)勢，被視為應(yīng)對鋰資源短缺的關(guān)鍵破局技術(shù)，正迅速成為全球儲能研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。我國自2024年以來，憑借完善的產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)和政策支持，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯加速，已在全球占據(jù)舉足輕重的地位，成為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的重要力量。然而，在快速發(fā)展的同時，我國鈉離子電池產(chǎn)業(yè)在提升能量密度、優(yōu)化循環(huán)壽命等方面仍面臨瓶頸。本文系統(tǒng)分析當(dāng)前我國鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、需突破的關(guān)鍵技術(shù)，并提出對策建議。
一、我國產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
1、戰(zhàn)略規(guī)劃持續(xù)推進(jìn)
近年來，我國相繼頒布多項政策推動鈉離子電池技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。國家發(fā)改委、國家能源局在2022年發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》[1]明確將鈉離子電池列為重點(diǎn)攻關(guān)方向。工信部在2024年對《首臺（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄（2024年版）》[2]進(jìn)行了公示，明確鈉離子電池儲能系統(tǒng)核心技術(shù)指標(biāo)。2025年2月，工信部等八部門印發(fā)《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》[3]，強(qiáng)調(diào)推動大規(guī)模鈉離子電池儲能系統(tǒng)集成和應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)。
2、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速
當(dāng)前，我國鈉離子電池產(chǎn)業(yè)整體處于產(chǎn)能擴(kuò)張前期，根據(jù)2025年3月發(fā)布的《2024—2029年中國鈉離子電池行業(yè)市場分析及發(fā)展前景預(yù)測》[4]報告統(tǒng)計顯示，2024年1—10月，我國國內(nèi)共65個鈉離子電池儲能生產(chǎn)制造項目更新動態(tài)，規(guī)劃年產(chǎn)能248吉瓦時，計劃總投資1189億元，達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)值1200億元。材料端，2022年3月，華陽集團(tuán)與中科海鈉合作建設(shè)并運(yùn)營了全球首個千噸級鈉離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)線[5]；2024年9月，聯(lián)合建成的全球首批量產(chǎn)1吉瓦時鈉離子電芯生產(chǎn)線正式投運(yùn)[6]。當(dāng)前，國內(nèi)已形成寧德時代、中科海鈉、鵬輝能源等頭部企業(yè)引領(lǐng)，貝特瑞、容百科技等材料企業(yè)協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，部分企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃達(dá)吉瓦時級，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品下線。
3、應(yīng)用場景不斷拓展
鈉離子電池應(yīng)用場景加速拓展，目前初步形成“固定式儲能多元應(yīng)用、移動式儲能持續(xù)突破”的格局。在固定式儲能方面，2024年7月，我國首臺、全球最大的大唐湖北百兆瓦時鈉離子儲能項目實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)[7]；2024年7月，青海格爾木建成全球首個百兆瓦級“光伏+鈉電”獨(dú)立儲能電站[8]。在移動式儲能方面，2025年3月，中科海納宣布車用鈉離子電池量產(chǎn)電芯能量密度突破165瓦時/千克，單體標(biāo)稱容量200安時，能在20~25分鐘快速完成100%充電，且-40~45 ℃寬溫域穩(wěn)定放電特征契合北方市場需求[9]；鈉離子電池還開始擴(kuò)大在交通領(lǐng)域應(yīng)用，雅迪、新日、臺鈴等品牌推出了鈉離子電池版本的兩輪電動車，江淮汽車在2024年1月推出了全球首款鈉離子電池量產(chǎn)低速電動車[10]。
4、未來規(guī)模發(fā)展瓶頸顯現(xiàn)
鈉離子電池進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模面臨成本、供應(yīng)鏈和技術(shù)三重瓶頸。成本方面，雖然鈉資源豐富且成本較低，但材料總成本仍高于鋰離子電池，據(jù)EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟(jì)研究院共同發(fā)布了《中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2024年）》數(shù)據(jù)顯示[11]，截至2024年6月，鈉離子電池成本為0.65元/瓦時，較磷酸鐵鋰電池（約0.4元/瓦時）仍高出60%以上。供應(yīng)鏈短板顯著，目前我國鈉離子電池負(fù)極材料以硬碳為主，進(jìn)口依賴較大，日本可樂麗已實(shí)現(xiàn)硬碳量產(chǎn)，但價格高于20萬元/噸[12]，開發(fā)低成本硬碳材料極為迫切；此外，鈉離子電池對鋁箔集流體需求量是鋰離子電池的兩倍，而國內(nèi)鋁箔供需缺口較大，鈉離子電池專用箔材供應(yīng)緊張[13]。材料技術(shù)性能低，當(dāng)前正極材料（如層狀氧化物和聚陰離子化合物）存在能量密度低、循環(huán)穩(wěn)定性差等問題，負(fù)極材料面臨庫倫效率低和循環(huán)性能不佳的挑戰(zhàn)，制約其高能量密度場景拓展。
二、需突破的關(guān)鍵技術(shù)
1、正極材料體系優(yōu)化
目前，正極材料主要包括層狀氧化物、聚陰離子化合物和普魯士藍(lán)類似物三大類。
層狀氧化物因其高容量（150~200毫安時/克）受到廣泛關(guān)注，但循環(huán)穩(wěn)定性較差，通過元素?fù)诫s（如錳摻雜）、晶格調(diào)控和納米化設(shè)計等策略，能有效提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和鈉離子傳輸能力。2025年3月，中國科學(xué)院物理研究所和浙江大學(xué)合作，利用協(xié)同體相摻雜與界面包覆機(jī)制，實(shí)現(xiàn)鈉離子電池層狀氧化物正極高循環(huán)穩(wěn)定性[14]。5月，廈門大學(xué)設(shè)計了一種鋅鐵共摻雜的P2型層狀氧化物（Na0.67Mn0.6Ni0.3Zn0.05Fe0.05O2（NMNO-ZF））正極材料，實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定的鈉離子電池[15]。
聚陰離子化合物具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，但容量較低（約100~120毫安時/克），通過陽離子替代和陰離子調(diào)控，可提高其容量和倍率性能。2025年4月，武漢大學(xué)提出了一種通過大體積的PO43-部分替代SO42-的策略，調(diào)控Na2Fe2(SO4)3結(jié)構(gòu)，有效擴(kuò)展晶體結(jié)構(gòu)中的Fe-Fe間距，降低結(jié)構(gòu)中的庫倫斥力，從而穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，抑制雜相生成。該策略構(gòu)筑的新型聚陰離子化合物正極材料Na2.5Fe2(SO4)2.5(PO4)0.5材料在初始放電容量上達(dá)到112毫安時/克，處于該體系的國際領(lǐng)先水平[16]。
普魯士藍(lán)類似物（PBAs）展現(xiàn)出高理論容量，但實(shí)際應(yīng)用中倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性仍有待提高。2025年5月，中國科學(xué)院過程工程研究所與沈陽工業(yè)大學(xué)合作，系統(tǒng)梳理了PBAs的氧化還原機(jī)制與失效機(jī)理，并總結(jié)了創(chuàng)新的改性策略，提出未來可通過創(chuàng)新核殼結(jié)構(gòu)設(shè)計與雙功能電解液添加劑等方法優(yōu)化鈉離子電池性能，為下一代高性能鈉離子電池正極材料的設(shè)計提供理論指導(dǎo)[17]。
2、負(fù)極材料國產(chǎn)替代
當(dāng)前，負(fù)極材料主要包括硬碳和軟碳，其中硬碳具有較高的比容量（300~350毫安時/克）和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，但首次充放電效率較低。軟碳則具有較高的首次充放電效率，但比容量和循環(huán)穩(wěn)定性較差。為實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，需要研究硬碳、軟碳負(fù)極材料的儲鈉機(jī)制，通過表面改性和納米化設(shè)計等技術(shù)手段，提升碳基材料的性能。2025年4月，溫州大學(xué)和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合作，首創(chuàng)“熱力學(xué)驅(qū)動竹基硬炭前驅(qū)體分子重構(gòu)”策略，通過對竹基硬炭前驅(qū)體（纖維素/半纖維素/木質(zhì)素）的組分定向解聚與重排，在分子尺度精準(zhǔn)調(diào)控硬炭微觀結(jié)構(gòu)，基于此制備的33140圓柱電池在-40~100 ℃寬溫域下實(shí)現(xiàn)5.9安時穩(wěn)定輸出，為鈉離子電池極端環(huán)境應(yīng)用提供關(guān)鍵技術(shù)支撐[18]。5月，北京化工大學(xué)提出了一種缺陷和氧官能團(tuán)工程策略，通過引入樹脂衍生的硬碳和成本效益高的鐵基物質(zhì)，設(shè)計出一種獨(dú)特的層狀軟碳材料，該材料在0.1安/克時實(shí)現(xiàn)了311.0毫安時/克的高Na?存儲容量，并且首次庫侖效率提高至93.89%，展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，優(yōu)于先前報道的軟碳負(fù)極材料[19]。此外，需要研究銻基及鉍基金屬負(fù)極材料等新的負(fù)極材料，以提高其能量密度和穩(wěn)定性。
3、電解液適配性提升
鈉離子電池電解液通常由有機(jī)溶劑和鈉鹽組成，為提高電解液的適配性，可從溶劑選擇、鈉鹽優(yōu)化和添加劑應(yīng)用等方面進(jìn)行突破。通過優(yōu)化溶劑混合比例，可以顯著提高電解液的離子電導(dǎo)率和電化學(xué)穩(wěn)定性。2025年2月，麻省理工學(xué)院通過結(jié)合強(qiáng)溶劑化性溶劑和弱溶劑化性溶劑，有效克服了傳統(tǒng)鈉金屬電池電解液面臨的諸多問題，實(shí)現(xiàn)了在5.0毫安/平方厘米電流密度和4.0伏充電電壓的測試條件下，實(shí)現(xiàn)2000圈的超長循環(huán)壽命[20]。選擇合適的鈉鹽可擴(kuò)大電化學(xué)窗口，提高電池循環(huán)穩(wěn)定性。2025年5月，復(fù)旦大學(xué)提出電解液預(yù)鈉化，通過化學(xué)信息學(xué)+機(jī)器學(xué)習(xí)篩選出最優(yōu)有機(jī)鈉鹽硫氰酸鈉（NaSCN），實(shí)現(xiàn)鈉軟包電池能量密度提升至239.4瓦時/千克，400次循環(huán)容量保持率84.5%[21]。添加功能性添加劑可以在電極表面形成穩(wěn)定的界面膜，進(jìn)一步提升電池的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。2025年5月，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所合成并引入了一種新型添加劑鈉二氟雙（草酸根）磷酸鹽（NaDFBOP），以增強(qiáng)基于商業(yè)鈉離子電池的循環(huán)壽命[22]。此外，醚類電解液因其高庫倫效率、良好的倍率性能和低電荷轉(zhuǎn)移能壘受到廣泛關(guān)注。
4、制造工藝升級
鈉離子電池的制造工藝總體上與鋰離子電池類似，但因材料特性不同，在漿料制備、涂布、干燥和輥壓等環(huán)節(jié)存在差異。漿料制備工藝優(yōu)化可以通過優(yōu)化分散劑的選擇和分散時間，提高漿料的分散效果；通過控制漿料的粘度和固含量，可以提高極片的涂層厚度和密度。例如，正極漿料制備時采用分散劑（如PVP）和干混合時間（30~60分鐘），分散盤線速度控制在15~50米/秒，最終實(shí)現(xiàn)漿料分散效果的提升[23]。極片涂布工藝改進(jìn)可以通過優(yōu)化涂布速度和溫度，提高涂層的均勻性和致密性；通過引入新型涂布設(shè)備（如狹縫式涂布和噴霧式涂布），提高涂布效率和質(zhì)量。例如，基于自注意力機(jī)制的深度學(xué)習(xí)模型，通過預(yù)測不同工藝參數(shù)組合下的電池性能，優(yōu)化涂布速度、溫度等參數(shù)，以提升涂層質(zhì)量[24]。極片干燥和輥壓工藝優(yōu)化可以通過控制干燥溫度和時間，減少極片的收縮和開裂；通過優(yōu)化輥壓壓力和速度，提高極片的密度和強(qiáng)度。2024年，天津大學(xué)聯(lián)合天津力神電池股份有限公司，通過多相流和傳熱模型優(yōu)化干燥曲線，可精確控制熱質(zhì)傳遞過程，在51時極片的生產(chǎn)中，優(yōu)化后產(chǎn)量提升25%，A面粘附性提高6.5%[25]。
三、對策建議
1、突破關(guān)鍵材料技術(shù)，構(gòu)建自主可控的供應(yīng)鏈體系
聚焦正負(fù)極材料和電解液等核心環(huán)節(jié)，推動國家級專項整合產(chǎn)學(xué)研資源，加快技術(shù)攻關(guān)與成果轉(zhuǎn)化。正極材料方面，重點(diǎn)優(yōu)化層狀氧化物（如錳摻雜提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性）和聚陰離子化合物（通過陰/陽離子調(diào)控提高容量），目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電池量產(chǎn)能量密度≥200瓦時/千克；負(fù)極材料方面，加速低成本硬碳國產(chǎn)化，開發(fā)生物質(zhì)衍生技術(shù)替代進(jìn)口，同步探索銻基/鉍基材料以多元化技術(shù)路線；電解液方面，研發(fā)高穩(wěn)定性鈉鹽和醚類配方，提升適配性和安全性；電池固態(tài)化方面，通過復(fù)合電解質(zhì)設(shè)計、元素?fù)诫s優(yōu)化開發(fā)低成本、高離子電導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)，確保電解質(zhì)和電極材料界面穩(wěn)定，避免鈉枝晶生長。同步推進(jìn)鋁箔等輔材產(chǎn)能升級，聯(lián)合電池企業(yè)與材料廠商定向擴(kuò)產(chǎn)鈉離子電池專用箔材，緩解供應(yīng)鏈瓶頸，形成“材料-工藝-產(chǎn)品”閉環(huán)。
2、推動全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與工藝升級，加速規(guī)模化降本增效
建立以龍頭企業(yè)（寧德時代、中科海鈉等）為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，制定標(biāo)準(zhǔn)化制造流程和技術(shù)路線圖。制造端優(yōu)化漿料分散、涂布工藝參數(shù)，開發(fā)鈉離子電池專用設(shè)備（如狹縫涂布機(jī)），復(fù)用鋰離子電池產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)，降低初期投資；應(yīng)用端優(yōu)先拓展儲能和低速電動車市場，通過“光伏+鈉電”電站和鉛酸電池替代快速擴(kuò)大規(guī)模，以吉瓦時級產(chǎn)能釋放推動電芯成本降至0.4元/瓦時以下。同步布局預(yù)鈉化、廢料回收等循環(huán)技術(shù)，提升全生命周期經(jīng)濟(jì)性。
3、強(qiáng)化政策引導(dǎo)與國際標(biāo)準(zhǔn)布局，塑造差異化優(yōu)勢
對鈉離子電池儲能項目給予容量補(bǔ)貼或稅收減免，將鈉離子電池車型納入新能源目錄并提高政府采購比例。完善鈉離子電池材料、電芯到系統(tǒng)的全鏈條標(biāo)準(zhǔn)，推動與國際（如IEC）接軌，主導(dǎo)全球鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)體系制定。聚焦高寒儲能、低速交通等差異化場景，建設(shè)國家級示范項目驗證技術(shù)可靠性，積累運(yùn)行數(shù)據(jù)并公開推廣。深化“一帶一路”合作，輸出“中國技術(shù)+標(biāo)準(zhǔn)”捆綁方案，搶占東南亞、非洲等對低成本儲能需求迫切的市場，確立全球產(chǎn)業(yè)話語權(quán)。
