國內的鋰電池巨頭寧德時代宣布，將於今年7月前後發布鈉電池。消息發布後就引起了網上的轟動和熱議。因為寧德時代在新能源車電池領域一直有著舉足輕重的地位。很多的電動車都是使用寧德時代的電池。那麼這一信息有什麼重要意義呢？
現在市面上的新能源車電池主要是鋰電池。從外形上分為刀片電池和彈夾電池，從類型上分為磷酸鐵鋰和三元鋰電池。這兩種電池有不同的特點。三元鋰電池容量，高能量密度高充放電速率，耐穿刺和衝擊性能較差，安全性有待提高。磷酸鐵鋰電池安全性好，能量密度稍低，兩者各有優缺點。但二者都離不開鋰作為電池原材料。
鋰在礦產儲量中，雖然不算是稀有的元素，但仍然儲量是有限。去年下半年開始，鋰電池價格因為原材料的漲價不斷走高，而電動汽車有40%的成本都用在儲能電池上。這樣就造成電動汽車的成本大幅度增高。而且預期因為原材料的漲價，鋰材料價格會不斷上揚。
那麼什麼是鈉離子電池呢？元素元素周期周期表上，鈉和鋰都鹼金屬元素。原理上，鈉和鋰都可以作為離子電池的能量存儲材料。
鋰在地殼中的含量僅為0.0065%，而鈉在地殼中的含量高達2.64%，和鋰相比，鈉元素在地球中的儲量更豐富，我們平時吃的食鹽就是氯化鈉。因此，鈉離子電池在成本上遠遠低於鋰離子電池，價格更低廉。
鈉離子電池研究的時間非常早，在上世紀70年代就已經開始了研究。鈉離子電池，顧名思義就是將普通鋰離子電池中的鋰離子換成了鈉離子。工作原理基本一致，也是通過鈉離子在電池正負極之間移動，實現充放電。和鋰離子電池的不同之處在於鋰離子電池就是通過鋰離子在正負極之間移動轉換實現充放電過程，而鈉離子電池是通過鈉離子在正極和負極之間的嵌入脫出，實現電池充放電。
除此之外，在充電時間上，鈉離子電池也有著明顯的優勢。現在市面上常見的三元鋰電池即便是在直流快充的加持下，將電量從20%充至80%通常需要30分鐘的時間，磷酸鐵鋰電池則充電時間則更長，要45分鐘左右。而鈉離子電池的充電時間只需要10分鐘，徹底解決了電動車充電時間過長的問題。
總結起來，鈉離子電池比鋰離子電池的優勢在於：
第一，鈉鹽原材料儲量豐富，價格便宜。採用鐵錳鎳基正極材料，相對比較鋰離子三元正極材料，原材料成本降低一半。
第二，由於鈉鹽的化學性質允許使用低濃度電解液，這樣就可以降低成本。
第三，鈉離子可以採用鋁箔材料作為集流體，可以進一步降低成本8%左右，降低重量10%左右。
第四，由於鈉離子電池沒有過放電特性，允許鈉離子電池放電到0伏，鈉離子電池能量密度大於100瓦時/每公斤。可以與磷酸鐵鋰電池相媲美。但是相比較而言，他的成本優勢是最明顯的，甚至有希望在大規模生產中取代目前最便宜的儲能產品，傳統的鉛酸電池。
因為環境中大量擁有鈉元素，鈉元素和鈉鹽對人體危害性小，相應來說，在廢棄物處理上，鈉電池比鉛電池和鋰電池都環保。
那這樣看起來，是不是鈉就是一個完美的替代鋰電池的材料呢？其實主要難在技術上，鈉離子電池最早在上世紀70年代前後，就已經開始研究。早期也開發了很多的試驗產品，但是發展速度緩慢。尋找合適的鈉離子電極材料，是鈉離子儲能電池實現實際使用的關鍵之一。2010年以來，根據鈉離子的電子特點，經過試驗了一系列的正負極材料，在電池容量和循環壽命方面有了很大提升。
因為鈉離子相對更大，需要更大的能量來驅動離子的運動，這方面一度是新電池技術最頭疼的問題。直到最近，科學家採用碳作為驅動介質，使得鈉離子電池的能效可以達到鋰離子的7倍多，而且可以循環充電的次數更多。此外鈉離子的液態記憶這項難題也被攻克。
通過改進材料採用新技術，在0.1C至10C的充放循環條件下，獲得了良好的容量和循環性能。目前，鈉離子電池比容量可以達到211.9毫安時/每克。並且，經過循環充放電1000次以後，比容量保持率仍然高達94.6%，而電池行業一般的比容量保持率標準約為80%。
雖然從以上看，鈉電池取代鋰電池是毫無疑問的事，但原理模型、實驗室成果和商業量產有非常多的問題需要解決，否則20多年的新能源汽車電池技術發展也不至於如此緩慢，馬斯克對儲能電池符合「摩爾定律」預計做出了錯判。
但即便是看似完美的鈉離子電池也有著很大短板，那就是能量密度比鋰電池偏低。目前鈉離子電池的平均能量密度在90-150Wh/kg，相比鋰電池的250Wh/kg有著很大差距，能量密度低也就意味著續航里程不足。
但成本低，充電快，壽命長，環保等優點，已經足矣讓大家青睞有加。
以上都是鈉離子電池喜人的發展成果，但這些主要都是在實驗室中做出了成績，應用於商業大批量生產，還有比較長的路要走，目前據說林德時代已經準備量產納離子電池，雖然量產過程中，可能不一定能達到最佳的實驗室性能，但仍然是一個可喜的成就。
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