受疫情和外部环境影响，锂离子电池的关键原材料锂、钴、镍等的进口受到阻碍，导致其价格大幅上涨，也推涨了终端产品价格，企业利润大幅降低。锂在地壳中的含量只有0.0065%，而且锂资源分布不均匀，2021年全球已探明锂资源量8900万吨，全球储量2200万吨；其中我国已探明锂资源量510万吨，储量150万吨。全球一半以上可开采锂资源分布于南美洲，约占70%。我国的锂资源储量仅有6%左右，对外依存度超过80%，对我国的新能源战略和国家能源安全极为不利。因此，开发资源丰富、成本低廉的钠离子电池对新能源发展具有重要意义。
钠离子电池发展历程
随着硬碳负极研发的深入，钠电池逐渐走向成熟（图1）。1970—1980年，整个钠电行业处于研发阶段，开始出现高温硫钠电池以及nameo2正极；1980—1990年，开始将钠电应用到动力和储能方面，发明了高温钠离子电池，但此时缺乏稳定的负极；1990—2000年，储能应用研发逐渐减少，钠电研发进程放缓，转而钠-氯化镍电池开始发展；从2000年发现硬碳负极材料开始， 整个钠电行业实现了研发突破，国内钠电池进展迅速，已经进入商业化前夕。2010 年，中科院开始发现钠离子电池，成为国内最早涉及该领域的组织机构；2017年，国内首家专注于钠离子电池开发与制造的企业中科海纳成立；2018年，中科海纳首辆钠离子电池低速电动车亮相，同年，浙江钠创新能源有限公司注册成立；2019年，钠创新能源全球首条吨级铁酸钠基正极材料生产线完工，同年，中科海纳首座钠离子电池储能电站问世；2021年，中科海纳全球首套1mwh 钠离子电池光储充智能微网系统成功投入运行，同时期，钠创新能源发布全球首套钠离子电池-甲醇重整制氢综合能源系统，而且宁德时代发布第一代钠离子电池，其能量密度可达160wh/kg。
钠离子电池技术
如图2所示，钠离子电池与锂离子电池相同，内部由正极、负极和电解液组成，中间由隔膜隔开避免正负极直接接触短路，外部通过外电路连接用电器进行供电。其与锂离子电池有着相似的“摇椅式”工作原理：当电池充电时，电子由正极经外电路流向负极，电池内部正极脱出钠离子，经电解液穿过隔膜，迁移至负极，与外电路流过来的电子相结合，最终存储在负极材料中。放电时则相反，电池内部负极侧存储的钠离子脱出，经电解液穿过隔膜“游”回正极，同时电子经外电路从负极流回正极，从而形成电流，对外电路供电。
与锂离子电池相比，钠离子电池具备下列优点：
（1）钠资源储量丰富，是地球上储量最丰富的资源之一，且分布均匀，可以说用之不竭，获取便捷度高。
（2）钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似，可采用相同的生产工艺和设备进行生产，与锂离子电池的生产设备可兼容。
（3）钠离子电池成本更低，体现在：①钠盐成本低，价格约为锂盐的1/10左右，原材料价格更为低廉；②集流体成本低，由于铝和钠在低电位不会发生合金化反应，钠离子电池正极和负极的集流体都可使用廉价的铝箔（锂离子电池负极需采用铜箔）；③负极材料成本低，钠离子电池的负极材料有望以无烟煤代替石墨负极，显著降低电池成本。
（4）采用铝箔后，可避免负极铜箔氧化造成的衰降，钠离子电池可以放电至0 v进行更加安全的存储、运输，而锂离子电池的运输在各个国家均受到严格的监管。
（5）钠离子电池低温性能更优异，钠离子离子电导率高，对电解液的要求更低，低温时电解液粘度比锂离子电池更低，电池整体性能更为优异，而锂离子电池在低温环境下其可用能量和功率将出现明显衰减，长期低温环境使用会加速老化，缩短使用寿命。
（6）钠离子电池倍率性能更优异，钠离子的溶剂化能低于锂离子，界面离子扩散能力强，且钠离子斯托克斯半径小，相同浓度的电解液情况下较锂盐电解液离子电导率更高，快充型能更好。
（7）钠离子电池显现出良好的安全性：①钠离子电池内阻高，在电池短路时电路中电流更低，瞬间发热更少；②锂的标准电极电位更负，在水溶液里表现为比钠更容易失电子，因而钠离子电池具有更高的稳定性；③钠离子电池经历短路、针刺、挤压等测试后，无起火、无爆炸。锂离子电池存在过放电的问题，会造成铜箔等集流体溶解、电池容量不可逆衰减；而钠离子电池无过放电情况，正极可以放电至0 v而不影响后续使用，进而使得电池在储存运输过程中更具安全性。同时，钠电池在热失控时容易钝化失活，因而安全测试表现更优。
钠离子电池产业链
钠离子电池产业链结构（图3）与锂电类似，包括上游资源企业、中游电池材料及电芯企业。
上游：原材料资源
原材料供给和电极材料合成，主要原材料包括纯碱、铝箔、锰矿等，以及各类辅材，涉及基础化工和有色金属等产业。由于所需原材料同锂离子电池截然不同，预期将助力一批传统化工企业向新能源方向转型。在电池对于一致性、安全性的高标准下，控制成本与优质提纯技术将成为制胜关键。
中游：电池环节
钠离子电池产业链结构与锂电池类似，可以分为圆柱、软包、方形硬壳三大类。其生产工艺也与锂电池高度重合，现有的锂离子电池组装生产线稍加修改后就可以用来生产钠离子电池，锂电基础完善的产业链为钠电池的产业化提供了良好基础。钠离子电池与锂离子电池生产工艺基本类似，传统锂离子电池产线可调试转产。
下游：终端应用市场
终端应用市场，主要包括储能和低速电动交通工具等。由于钠离子电池具备可观的能量密度、优秀的倍率性能以及显著的成本优势，在新能源电池同行中性价比较高，未来将被应用至大规模储能以及低速交通工具领域。其中，大规模储能主要包括风力电站、太阳能电站以及家庭储能；低速交通工具主要包括物流车、农具车、电动车以及电动船。
钠离子电池产业化发展现状
自2010年以来，钠离子电池的研发逐渐受到国内外的广泛关注，经过众多科研和企业研发工作者十余年的不懈努力，钠离子电池的相关研究成果层出不穷。国内外已有几十家企业正在进行钠离子电池产业化的相关布局，钠离子电池正在向着实用化的进程迈进，于2022年开启了钠离子电池产业化发展元年。
据中关村储能产业技术联盟（cnesa） datalink全球储能数据库不完全统计，2023年国内可落地的钠离子电池产能接近10 gwh。目前，钠电产业链虽已初步形成，但相关产业配套并不完善，距离规模化应用尚需时日，仍需头部企业的推动和大量资本的加持。未来钠离子电池有望在储能、两轮电动车、低速车等细分市场首先实现市场化应用。
储能
根据cnesa全球储能项目库的不完全统计，截至2022年底，我国已投运电力储能项目累计装机规模59.8 gw，占全球市场总规模的25%。新型储能继续高速发展，累计装机规模首次突破10 gw，达到13.1 gw/27.1 gwh，功率规模年增长率达128%，能量规模年增长率达141%。新型储能将为钠离子电池的初步产业化提供更广阔的市场与更有利的条件。
目前主流储能方案采用磷酸铁锂电池，但钠离子电池在高能量密度、低投资成本方面具有显著优势。
两轮电动车
2019年电动自行车新国标《电动自行车安全技术规范》正式实施以来，由于要求整车质量小于55kg，而传统铅酸电池组相对笨重，可占整车限重的60%以上，因此能量密度更高的锂电池渗透率快速提升。不过当前锂价的高企抑制了两轮电动车领域的锂电化进展。2022年我国两轮电动车产量达到6750万辆，同比增长接近15%，为钠离子电池装车提供了广阔的市场空间。
钠离子电池在两轮车领域有望对铅酸电池和锂电池快速替代。钠离子电池在循环寿命和能量密度等方面的性能显著优于铅酸电池，当前各厂商产品的性能参数已足以应对电动两轮车领域的需求，预计2023—2024年量产产品的价格有望明显低于锂电池，因此对于铅酸电池和锂电池均有较大的替代空间。
低速车
在节能减排政策要求、交通压力大、共享单车需求旺盛的共同影响下，低速交通工具如a00电动车、两轮电动车，具有较大的潜在市场空间。目前电动车主要采用的铅酸电池与锂电池从长期来看分别存在着污染环境与高成本的痛点，所以绿色环保、性价比高的钠电池有望作为优良的替代方案应用于市场。
a0和a00级电动车对于续航里程要求较低，对于电池能量密度的要求可放低，且对电池价格的敏感性更高，为钠离子电池提供了市场机会。我国a00级小型电动车，在2021年迎来爆发，全年实现销售接近90万辆，同比增长超2倍。2022年我国a00小型电动车销量突破100万辆，达到138.6万辆，同比增长54.13%；我国a0小型级电动车，在2021年实现销售37.33万辆，同比增长接近2倍；2022年我国a0小型电动车销量接近100万辆，同比增长接近150%。
国内34家钠离子电池企业测评通过
为进一步推动钠离子电池产业化和标准体系建设，更好地了解行业现状，工业和信息化部锂离子电池及类似产品标准工作组、中关村储能产业技术联盟组织开展了钠离子电池产品测评活动。测评由中国电子技术标准化研究院赛西实验室依据中关村储能产业技术联盟团体标准t/cnesa 1006—2021《钠离子蓄电池通用规范》部分安全和性能项目展开。
（一）全国首批钠离子电池测评通过名单
2023年7月13—14日，由中关村储能产业技术联盟、中国电子技术标准化研究院联合无锡市锡山区政府主办的第二届钠离子电池产业链与标准发展论坛公布了全国首批17家钠离子电池测评通过名单，分别为：
中科海纳科技有限责任公司、湖南德赛电池有限公司、江苏中兴派能电池有限公司、湖南立方新能源科技有限责任公司、上海汉行科技有限公司、山西华纳芯能科技有限责任公司、中国科学院大连化学物理研究所、江苏海四达电源有限公司、弗迪电池有限公司、广州鹏辉能源科技股份有限公司、江苏海基新能源股份有限公司、星恒电源股份有限公司、江苏传艺钠电科技有限公司、江西嘉盛新能源有限公司、深圳盘古钠祥新能源有限责任公司、常德昆宇新能源科技有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司。
（二）第二批钠离子电池测评通过名单
2023年9月11日在京举行了“绿色电池评价分析工业和信息化部重点实验室成立大会暨首届学术委员年度工作会议”，并公布了第二批8家钠离子电池测评通过名单，分别为：
维科技术股份有限公司、国钠能源科技（河北）有限公司、珠海冠宇电池股份有限公司、深圳市珈钠能源科技有限公司、深圳市拓邦锂电池有限公司、东莞市创明电池技术有限公司、江苏浩钠新能源科技有限公司、湖南钠能时代科技发展有限公司。
（三）第三批钠离子电池测评通过名单
2023年12月14日在京召开了2023中国（北京）轻型电动车电池论坛，并公布了第三批钠离子电池测评通过单位名单，分别为：
兴储世纪科技股份有限公司、江苏众钠能源科技有限公司、江苏聚烽新能源科技有限公司、山东华纳新能源有限公司、大连融科储能集团股份有限公司、吉林嘉能钠电科技有限责任公司、珠海市普钠时代新能源有限公司、维科技术股份有限公司、中钠时代（深圳）新能源科技有限公司。
钠离子电池标准化工作
“产业发展，标准先行”，标准作为产业发展阶段和发展水平的集中体现，是产业迈向价值链中高端的基石。在标准化建设方面，工业和信息化部是钠离子电池产业的管理部门，钠离子电池的标准化工作主要由工业和信息化部电子信息司负责。工业和信息化部锂离子电池及类似产品标准工作组（简称“电池工作组”）在工业和信息化部指导下，组织开展具体标准的制修订工作。
2021年8月工业和信息化部在《关于政协第十三届全国委员会第四次会议第4815号（工交邮电类523号）提案答复的函》中指出“将组织有关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定，并在标准立项、标准报批等环节予以支持”。
为积极响应产业需求，支撑政府，助推产业发展，在钠离子电池产业发展初期阶段，2021年第四季度，在工业和信息化部指导下，电池工作组秘书处单位中国电子技术标准化研究院（简称：电子标准院）申请立项2项钠离子电池基础标准《钠离子电池术语和词汇》和《钠离子电池符号和命名》。根据工业和信息化部于2022年7月14日印发的《工业和信息化部办公厅关于印发2022年第二批行业标准制修订和外文版项目计划的通知》（工信厅科函〔2022〕158号），我国首批钠离子电池行业标准《钠离子电池术语和词汇》和《钠离子电池符号和命名》计划正式下达。该批标准由工业和信息化部提出，电子标准院归口并组织起草。赛西将联合中国科学院物理研究所、中科海钠、宁德时代新能源科技股份有限公司等单位起草。
同时参考锂离子电池标准化工作经验，在钠离子电池产业化发展初期，钠离子电池应用细分领域还没有完善的背景下，根据应用领域和产品特点的不同，加强标准体系的顶层设计和统筹规划的作用，首先将从便携式设备、小型动力、车用动力、储能等领域开展标准研究和制定工作（如图4所示）。
目前电池工作组在钠离子电池领域积极推进《电能存储系统用钠离子电池和电池组 安全技术规范》等17项国家标准或行业标准的立项申报工作，申请立项新标准，详情见表1。
钠离子电池行业发展趋势
在过去的十余年中，通过全世界科研人员和企业研发人员的不懈努力，钠离子电池在基础科学探索、关键材料设计、电芯制造技术、实际应用示范等领域取得许多突破性进展，全世界范围内众多企业也陆续投身到钠离子电池的研发及产业化进程。钠离子电池的理论成本更低，工作温度更宽，性能更适合储能环境。其在-20℃时容量保持率大于88%，这意味着钠离子电池可以有效解决高寒地区储能电站效率低的问题。与此同时，目前市场上锂离子电池的短缺状况也在加剧。对于储能市场来说，既有锂矿价格上涨的原因，也有产能配置的原因。但是目前而言，钠离子电池的能量密度等综合性能尚不能与锂离子电池媲美，且由于处在产业化初期阶段，生产规模尚未铺开，其目前综合成本优势没有发挥出来，因此，持续深入地进行钠离子电池的研究与产业化建设仍然任重道远。
随着钠离子电池产品的示范应用逐步取得成功，钠离子电池的量产步伐开始加快，行业将逐步走向大规模产业化。根据bis research的数据，预计2031年市场规模将达到43.6亿美元，2022—2031年年复合增长率达到23.5%。据此初步测算，2023年全球钠离子电池行业市场规模约为8.1亿美元，到2028年将超过23亿美元。
发展钠离子电池是国家战略，随着钠离子电池基础研究和产业化的蓬勃发展，相关政策及标准不断完善，钠离子电池将迈入新的产业化时代。