钠离子电池具有以下特点与优势:
成本低且价格稳定:钠在地壳中的储量约为锂的 400 多倍,分布广泛,其原材料碳酸钠价格远低于碳酸锂,目前仅为 2-3 千元 / 吨,且资源丰富,不会产生大的价格波动。此外,钠离子电池正极不需要使用稀有贵金属如钴、镍等,制备相对简单,进一步降低了制造成本和对资源的依赖。同时,由于钠离子电池与锂离子电池工作原理、结构类似,可利用现有的锂离子电池生产线进行生产,节约设备投入。
低温性能好:在极端低温环境下性能表现优异,其低温状态下的电池容量保持率高于同等环境下的磷酸铁锂电池,掉电不会太快。例如,宁德时代发布的钠离子电池在零下 20°C 低温的环境下,仍然有 90% 以上的放电保持率,而磷酸铁锂电池在同样的环境下衰减将达到 30%。
安全性能好:内阻较高,短路时发热量少、温升较低,不易出现热失控。在过充、过放、短路、针刺、挤压等测试中也表现出相当高的稳定性,还可以实现 0V 运输,降低运输风险。
充电速度快:以宁德时代第一代钠离子电池为例,常温下充电 15 分钟,电量可达 80% 以上,而量产的三元锂电池在直流快充下将电量从 20% 充至 80% 通常需要 30 分钟,磷酸铁锂则需要 45 分钟左右。
不过,钠离子电池也存在一些短板,例如循环寿命相对较短,目前钠离子电池的循环寿命只能达到 2000-3000 次,而磷酸铁锂电池的循环寿命已经达到了 6000 次;能量密度相对较低,现阶段其能量密度相比常见的锂离子电池仍处于劣势;上游原材料产业链尚不完善;专业技术人才短缺等。
尽管钠离子电池存在一些不足,但其在储能、低速电动车等领域仍具有广阔的应用前景。随着技术的不断进步,钠离子电池的性能有望进一步提升,应用范围也可能会不断扩大。