鋰離子電池是現代能源儲存的前沿，也是全球電氣化努力的關鍵驅動力，這已不是什麼秘密。然而，以滿足日益增長的需求所需的規模生產鋰離子電池似乎是一項幾乎不可能完成的任務。近年來，鋰生產商警告說，全球可能很快就會面臨鋰短缺，最快可能在 2025 年。
一個重要的原因是，在短短几十年間，鋰已經從陶瓷和製藥行業使用的小眾金屬變成了需求最旺盛的金屬之一。全球最大的鋰礦公司之一、引領美國鋰礦復興的阿爾伯馬爾公司計劃到2030年將年產量提高到50萬噸，但表示這仍不足以滿足預計的需求。
這就是鈉離子電池的優勢所在。雖然鈉離子電池還沒有像鋰離子電池那樣受到關注，但它正在成為實現電氣化夢想的重大技術突破之一。鈉離子電池的設計與鋰離子電池類似，可以使用相同或類似的工業流程製造。在這種電池中，鈉離子取代了陰極中的鋰離子，電解質（幫助在電池電極之間輸送電荷的液體）中的鋰鹽也換成了鈉鹽。
鈉離子電池並不是一個新概念，但大規模生產鈉離子電池的想法只是在近幾年才得到重視。鈉的儲量遠高於鋰，因此成本更低，更容易獲得，同時也不容易受到地緣政治緊張局勢的影響。截至目前，碳酸鈉的最高價格僅為每公噸 286 美元，而電池級碳酸鋰的價格高達每公噸 20494 美元。
化學家們還發現，使用鈉製造的層狀氧化物陰極電池不需要鈷或鎳等昂貴的金屬，就能達到與磷酸鐵鋰（LFP）電池相當的能量密度。
本月早些時候，東京理科大學的一組日本研究人員透露，他們利用奈米結構硬碳開發出了鈉離子電池的高容量陰極。這種電池的能量密度最高可達每公斤 312 Wh，約為磷酸鐵鋰電池的兩倍。從這個角度來看，這也是十多年前最先進的鈉離子電池能量密度的 1.6 倍。
鈉離子電池的另一個優點是能夠承受更寬的工作溫度範圍–從零下 30 攝氏度到 60 攝氏度（零下 22 華氏度到 140 華氏度），甚至 80 攝氏度（取決於所使用的化學成分）。正因如此，法拉帝安等公司已經開始在澳大利亞試用用於固定儲能的鈉離子電池裝置。
今年早些時候，大眾汽車和江淮汽車集團的合資企業推出了首款由鈉離子電池驅動的電動轎車。該車採用 25 千瓦時的電池，續航里程相對較短，僅為 250 公里（155 英里），但兩家公司都在吹噓充電速度快、低溫效能更好，以及電池迴圈壽命更長、老化後容量下降更慢。
Faradion 公司執行長 James Quinn 說，鈉離子電池的安全優勢怎麼強調都不過分。鋰離子電池在運輸前需要充電至 30% 以上，而鈉離子電池可以像電容器一樣安全地放電至 0V，從而消除了因短路而導致熱失控的可能性。正如您在上面的影片中看到的，在充滿電的情況下刺穿鈉離子電池也不會使其變成燃燒彈。
雖然 Faradion 目前主要關注的是固定能源儲存，但 Natron Energy 等其他公司已經開始涉足汽車行業。這家總部位於聖克拉拉的初創公司正在使用一種名為普魯士藍的普通材料來製造鈉離子電池的電極，這種電池的額定充放電迴圈次數在 5 萬到 10 萬次之間。它們還能在 15 分鐘或更短時間內充滿電。
Natron 公司最近與 Clarios 國際公司建立了合作關係，在後者位於密歇根州的 Meadowbrook 工廠批次生產鈉離子電池，使用的裝置與目前生產鋰離子電池的裝置相同。Natron表示，隨著未來幾個月生產規模的擴大，這裡將成為世界上最大的鈉離子電池工廠。
鈉離子電池的發展前景如何還有待觀察，但與許多尚未走出實驗室的解決方案不同的是，鈉離子電池看起來確實大有可為。這一切都取決於隨著技術的成熟和更多工廠開始大規模生產鈉離子電池，材料價格將如何波動。
預計到 2030 年，全球年產能將達到 1.86 億千瓦時，而鋰離子電池的年產能為 6.5 太瓦時。這意味著鈉電池可能不會很快取代鋰電池的主導地位。不過，鈉電池在各種應用中似乎越來越有吸引力，從長遠來看，鈉電池有可能成為首選解決方案。