聽(tīng)過(guò)三元鋰電池，聽(tīng)過(guò)磷酸鐵鋰電池，聽(tīng)過(guò)氫燃料電池，但是你聽(tīng)過(guò)鈉離子電池嗎？

近日，長(zhǎng)安攜手寧德時(shí)代正式發(fā)布全球鈉電戰(zhàn)略，基于寧德時(shí)代鈉電技術(shù)的首款量產(chǎn)乘用車也正式亮相。

這款全新鈉電車型，僅以45度的電池容量，就達(dá)到了400公里以上的純電續(xù)航。

更夸張的是，在零下30℃的極寒環(huán)境下，依舊能保持強(qiáng)勁性能，解決了北方車主冬天開(kāi)新能源車“續(xù)航打折、充電難”的痛點(diǎn)。

下面我們就聊聊，到底什么是鈉離子電池？為什么鈉離子電池更能抗凍？又為什么之前一直沒(méi)有大規(guī)模普及？

什么是鈉離子電池？

首先，我們來(lái)搞懂什么是鈉離子電池！鈉離子電池并不是什么新時(shí)代的新技術(shù)，該技術(shù)早在19世紀(jì)（參數(shù)丨圖片）就被提出。

從工作原理上講，鈉離子電池和我們現(xiàn)在熟悉的鋰電池其實(shí)差不多，差別只在于“干活的主力”不一樣。

打個(gè)比方：電池就像一個(gè)“能量物流倉(cāng)庫(kù)”，正極是“原料堆放區(qū)”，負(fù)極是“能量?jī)?chǔ)存區(qū)”，電解液是“物流通道”，隔膜是“隔離欄”，而離子，就是在倉(cāng)庫(kù)里來(lái)回奔波的“搬運(yùn)工”。

充電的時(shí)候，“搬運(yùn)工”會(huì)從正極的“原料堆放區(qū)”出發(fā)，通過(guò)電解液“通道”，穿過(guò)隔膜“隔離欄”，跑到負(fù)極的“能量?jī)?chǔ)存區(qū)”，把能量?jī)?chǔ)存起來(lái)；而放電的時(shí)候，“搬運(yùn)工”再?gòu)呢?fù)極的“儲(chǔ)存區(qū)”跑回正極的“原料區(qū)”，在奔跑的過(guò)程中釋放能量，供車輛行駛，這個(gè)過(guò)程就是把化學(xué)能再轉(zhuǎn)化為電能。

而鈉離子和鋰離子電池核心不同，就是“搬運(yùn)工”的身份不同：鋰電池的“搬運(yùn)工”是鋰離子，個(gè)子小、體重輕，擅長(zhǎng)“輕裝上陣”；鈉電池的“搬運(yùn)工”是鈉離子，個(gè)子比鋰離子大34%、體重也更重，擅長(zhǎng)“扛重活、抗造”。

除此之外，兩者的倉(cāng)庫(kù)布局、物流流程、工作邏輯，幾乎完全一樣。

鈉離子電池有啥優(yōu)勢(shì)？

總結(jié)來(lái)說(shuō)，鈉離子的三大核心優(yōu)勢(shì)就是：抗凍、安全、低成本。

優(yōu)勢(shì)1：抗凍能力更強(qiáng)。

大家都知道，鋰離子電池最怕的就是低溫，特別是北方零下十幾度，續(xù)航至少打個(gè)六、七折起。但鈉離子在抗凍能力要更強(qiáng)一些。

根據(jù)寧德時(shí)代的試驗(yàn)測(cè)試：鈉離子電池在零下30℃的極寒環(huán)境下，可用電量仍能達(dá)到室溫 25℃的 93%；而磷酸鐵鋰電池零下 30℃可用電量?jī)H為室溫的 20%，三元鋰電池稍好，但也只有 30%。

如果把溫度再壓到零下40℃，這份對(duì)比更具沖擊力：鈉離子電池依舊能保住 90% 的可用電量，而磷酸鐵鋰只剩 8%、三元鋰也僅 15%。

可以說(shuō)，鈉離子電池就是為北方用戶、極寒地區(qū)和各類特殊使用場(chǎng)景量身打造的。更關(guān)鍵的是，它還能直接砍掉鋰電池的一個(gè)核心設(shè)計(jì)成本。

老司機(jī)都知道，冬天冰天雪地里給新能源車充電，根本沒(méi)法直接快充：充電前得先用電池剩余電量給電芯加熱，等溫度升到0℃以上，才能慢慢提高充電電流。但鈉離子電池根本不用這些操作，極寒環(huán)境下直接充電就行了。

那么，為什么鈉離子電池不怕低溫？

首先，是鈉離子和鋰離子的“體質(zhì)差異”。鋰元素是最輕的金屬元素之一，鋰離子個(gè)子小、電荷密度高，就像一個(gè)“裹著棉襖的小個(gè)子”，和電解液中的溶劑分子結(jié)合得特別緊密，形成的溶劑化離子半徑很大。

而鈉離子本身個(gè)頭大，而且電荷密度低，和溶劑分子的結(jié)合力很弱，形成的溶劑化離子半徑反而更小，就像一個(gè)“不愛(ài)穿厚衣服的壯漢”。

要知道，低溫會(huì)導(dǎo)致電解液的粘度增加，流動(dòng)性變差，阻力就會(huì)變大。對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō)，“裹著棉襖的小個(gè)子”鋰離子，在粘稠的電解液里跑不動(dòng)，遷移速度變慢，能量釋放就會(huì)受阻，續(xù)航自然就大幅衰減；

而鈉離子這個(gè)“不愛(ài)穿厚衣服的壯漢”，溶劑化離子半徑小，流動(dòng)性強(qiáng)，就算電解液變稠，也能靈活穿梭，遷移速度幾乎不受影響，續(xù)航也就不會(huì)大打折扣。

另外，寧德時(shí)代為鈉新電池研發(fā)了獨(dú)家的復(fù)合抗凍電解液，里面添加了四氟硼酸鹽、磺酸內(nèi)酯等添加劑，就像給電解液“加了防凍劑”，就算到了零下40℃，也不會(huì)凝固，依舊能保持良好的流動(dòng)性，讓鈉離子流動(dòng)起來(lái)更順暢。
優(yōu)勢(shì)2：更安全。

近幾年，新能源車起火、爆炸的新聞偶爾會(huì)出現(xiàn)，大多是因?yàn)殇囯姵卦庥雠鲎?、擠壓、穿刺后，發(fā)生熱失控引發(fā)的，這也讓很多人對(duì)新能源車的安全性心存顧慮。但鈉離子電池，徹底改善了這個(gè)痛點(diǎn)。

寧德時(shí)代布了這樣一段鈉電池的極限安全測(cè)試視頻：工作人員用鋼鋸硬生生把滿電的鈉電池鋸成兩段，電池外殼冒著白煙，但沒(méi)有起火、沒(méi)有爆炸，甚至連接的小燈泡還在正常發(fā)光，依舊能穩(wěn)定放電；

之后，工作人員又用電鉆穿透電池、用液壓機(jī)多方向擠壓電池，就算電池外殼被徹底破壞，電芯暴露在空氣中，依舊無(wú)煙無(wú)火、不爆炸，更沒(méi)有出現(xiàn)鋰電池那種“一路火光帶閃電”的危險(xiǎn)場(chǎng)面。

更夸張的是，就算把鈉電池放在高溫環(huán)境下灼燒、或者投入水中，它也不會(huì)發(fā)生熱失控，頂多只是電量慢慢流失。

這種安全性能，不僅遠(yuǎn)超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，更是鋰電池難以企及的——如果換成鋰電池，遭遇鋸斷、穿刺這樣的極端破壞，大概率會(huì)瞬間起火、爆炸，甚至引發(fā)連鎖反應(yīng)。

那么問(wèn)題來(lái)了，為什么鈉離子電池會(huì)更加安全？

最核心的原因是材料本身安全。鋰電池的安全隱患，很多來(lái)自于正極材料——比如三元鋰電池的正極，含有鈷、鎳等活性很強(qiáng)的金屬，這些金屬就像“易燃易爆的燃料”，一旦電池被破壞，正極材料暴露在空氣中，就會(huì)發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)，釋放大量熱量，引發(fā)熱失控，進(jìn)而起火、爆炸。

而鈉離子電池的正極，根本不用鈷、鎳這些高危金屬，而是采用了層狀氧化物、普魯士白等化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的材料，就算被破壞，也不會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，不會(huì)釋放大量熱量，從源頭杜絕了熱失控的可能。

另外，前面我們也說(shuō)過(guò)，鈉離子的半徑比鋰離子大，在充放電過(guò)程中，不容易形成尖銳的金屬枝晶。這種枝晶就像“小鋼針”，會(huì)刺穿電池內(nèi)部的隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極短路，引發(fā)熱失控，而鈉電池幾乎不會(huì)產(chǎn)生枝晶，這就從根源上消除了一個(gè)重大安全隱患。

優(yōu)勢(shì)3：成本更低。

鈉離子電池還有一個(gè)最具殺傷力的優(yōu)勢(shì)就是成本極低。

根據(jù)寧德時(shí)代的數(shù)據(jù)，鈉離子電池的BOM成本（物料成本），比鋰電池低30%-40%，隨著2026年產(chǎn)能規(guī)?；尫?、產(chǎn)業(yè)鏈成熟，成本還會(huì)進(jìn)一步下降，未來(lái)有望降到鋰電池的一半以下。

對(duì)于新能源車來(lái)說(shuō)，電池成本占整車成本的30%-40%，電池成本下降，意味著車價(jià)就能大幅下降。

鈉離子電池之所以能做到這么低成本，核心原因只有一個(gè)：鈉資源太“廉價(jià)”、太“豐富”了，而鋰資源卻極其稀缺、昂貴。

我們可以用一組數(shù)據(jù)，直觀感受一下兩者的差距：

鋰在地殼中的儲(chǔ)量，僅為0.0065%，相當(dāng)于每100公斤地殼物質(zhì)里，只有0.00065公斤鋰，非常稀有；

而且鋰資源的分布極不均勻，主要集中在智利、澳大利亞、中國(guó)等少數(shù)國(guó)家，一旦國(guó)際局勢(shì)變動(dòng)，鋰價(jià)就會(huì)暴漲。比如2022年，鋰價(jià)一度漲到50萬(wàn)元/噸，直接推高了新能源車的價(jià)格，也讓很多車企陷入了“缺鋰少電”的困境。

而地殼中鈉的含量高達(dá)2.36%，是鋰的1000倍以上，相當(dāng)于每100公斤地殼物質(zhì)里，就有2.36公斤鈉；我們家里廚房的食鹽（氯化鈉）、大海里的海水、路邊的鹽堿地，甚至是我們吃的咸菜里，都含有大量的鈉，提取鈉的成本極低，關(guān)鍵不用依賴進(jìn)口，完全能實(shí)現(xiàn)自給自足。

某種程度上來(lái)說(shuō)，發(fā)展鈉電池，最大的意義是解決了我們國(guó)家資源卡脖子的問(wèn)題。

鈉離子為啥遲遲沒(méi)有普及？

優(yōu)勢(shì)突出，但是鈉電池的弊端也非常明顯，那就是能量密度太低。

目前三元鋰電池的能量密度能達(dá)到300Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能達(dá)到180 Wh/kg左右，相比之下，鈉電池能量密度的理論天花板在200 Wh/kg左右，低于磷酸鐵鋰電池和三元電池。

所以，受限于能量密度，鈉電池被行業(yè)普遍認(rèn)為主要適用于兩輪車、儲(chǔ)能及低速電動(dòng)車等場(chǎng)景，難以進(jìn)入乘用車主流市場(chǎng)。

但是，在寧德時(shí)代此次交付的鈉離子電池，能量密度最高達(dá)175 Wh/kg，已經(jīng)能滿足大部分人的日常代步需求。

未來(lái)，長(zhǎng)安汽車旗下阿維塔、深藍(lán)、啟源、引力等多品牌都將搭載鈉新電池。鈉新鈉離子電池正式進(jìn)入大規(guī)模搭載階段。

不過(guò)，從能量密度來(lái)看來(lái)看，雖然鈉離子有所進(jìn)步，但是和高端三元里電池（250-300Wh/kg）相比，仍然有不小的差距。這意味著，對(duì)于那些對(duì)能量密度要求極高的場(chǎng)景——比如高端新能源汽車、高端手機(jī)、無(wú)人機(jī)等，鈉電池暫時(shí)還無(wú)法滿足需求。

而鈉離子電池的到來(lái)，更多的是一個(gè)補(bǔ)充選項(xiàng)。比如中低端的混動(dòng)車型，入門的小型車等等，它們對(duì)于純電續(xù)航并沒(méi)有太高的需求。而更安全，成本更低的鈉離子電池，就非常適合這些賽道。