Sir， sodium alone is consumed and the sea provides it itself. I will also tell you that sodium batteries should be considered as the most energetic.先生，只有鈉會被消耗掉，但大海本身就提供了鈉。并且鈉電池應該是能量最高的。

——儒勒·凡爾納《海底兩萬里》

近年來，鋰（鈉/鋁）-空氣、鋰-硫、鎂（鈣）離子、鈉（鉀）離子、鋅-二氧化錳水溶液等新化學體系的電池項目在國家層面上啟動，新的依靠私人資金的創業公司也開始啟動，但是對于尋求進入市場的年輕科學家和工業實體來說，在日益增長的關于社會和商業驅動的研究主題中，如何區分炒作和現實，正成為一個真正的負擔。

鈉離子電池是最接近取代鋰電池這一目標的，它催生了Faradion（英國）、Novasis（美國）、HiNa（中國）和Tiamat（法國）等公司。鈉離子電池的可持續性吸引了工業界的目光，因為與 Li2CO3等鋰原料相比，Na2CO3更便宜，價格波動也更小。鈉離子電池的研究和鋰電一樣，也分為正負極材料和電解液。

負極：因為許多鈉基插入化合物具有與鋰基材料相似的結構類型，從鋰離子材料的研究中得到啟發快速組裝了全鈉離子電池，硬碳中由無序的石墨烯層和納米孔構成的對鈉離子的吸收是先是在傾斜區域進行，隨后是低壓平穩段，這與將Na+插入無序層中以及填充納米孔相對應，與將Li+嵌入到石墨中相比，鈉電可以實現更高的速率。

正極：鈉基層狀氧化物的晶體化學性質比鋰離子層狀氧化物豐富，這種結構差異不僅解釋了鈉化學計量比和容量的變化，而且層狀氧化物更容易發生鈉驅動的結構相變，從而降低了壽命及功率密度。此外，對基于Na的聚陰離子相也進行了深入研究，例如磷酸鹽（NaFePO4），硫酸鹽Na2Fe2（SO4）3和氟磷酸鹽（NaVPO4F）。Na3V2（PO4）2F3 （NVPF）化合物具有特定的晶體結構，該結構由用于快速離子擴散的開放通道組成。在平均電位為3.9 V的條件下，每單位化合物（即128 mAh/g）可以可逆地釋放2個Na+，從而提供約507 Wh/kg的材料級比能，相當于鋰電正極材料LiFePO4 （LFP）的580 Wh/kg。

優點

1. 鈉鹽原材料儲量豐富，價格低廉，采用鐵錳鎳基正極材料相比于鋰電三元正極材料，原料成本低；

2. 在快速充電、再生制動和啟停功能的功率能力，以及電網部門的頻率調整功能等方面，依賴于開放式3D 結構的鈉離子電池表現得相當好；

3. 鈉離子不與鋁形成合金，負極可采用鋁箔作為集流體，可以進一步降低成本；

4. 鈉電能夠在0 V的電壓下釋放或維持，而不會改變其后續的性能。

5. 由于Na的化學性質較為柔和，因此高充電速率下出現枝晶和爆炸的可能性比鋰電低。

18650型鈉離子電池與鋰離子電池的初步性能比較

缺點

1. 鈉比鋰重三倍，氧化還原電位低300 mV，這本身就使鈉電的能量密度比鋰電至少低30%，因此鈉離子電池不適用于需要高能量密度的應用；

2. 鈉離子由于半徑大在正負極中嵌入/脫嵌阻力很大，可逆性差，不可逆容量損失大。

鈉電技術正在成為現實，但請不要把它當作一個革命性的新想法。通過強調各種鈉電與鋰電的優缺點，作者希望用戶現在能夠對鈉電有一個清晰的認識，不是作為鋰離子的替代品，而是作為鋰離子電池的補充用于能量密度需求不高的大規模存儲應用，從而最大限度地減少對鋰電池短缺的擔憂。