综述：从锂离子电池向钠离子电池过渡的SWOT分析

这篇综述系统分析了钠离子电池(SIBs)对比锂离子电池(LIBs)在能源存储领域的优势与挑战，通过SWOT框架评估了材料成本（Na2 CO3 价格仅为Li2 CO3 的1%）、能量密度（120-160 Wh/kg vs. 200-250 Wh/kg）、热稳定性（工作温度达100°C）及循环寿命（2000-3000次）等核心指标，指出SIBs在电网储能和低成本应用中替代LIBs的潜力，同时强调需突破电极材料（如硬碳阳极）和电解质技术以提升性能。

　　

引言与基础概述

全球能源转型背景下，锂离子电池(LIBs)虽凭借高能量密度（200-400 Wh/L）和长循环寿命（600-1200次）主导市场，但锂资源稀缺性（地壳含量仅0.002%）和价格波动（Li₂
CO₃
达15,000美元/吨）推动钠离子电池(SIBs)的研发。SIBs采用与LIBs相似的摇椅式充放电机制，但以储量丰富的钠（地壳含量2.36%）为离子载体，材料成本降低80-110美元/kWh。

支持与反对SIB替代LIB的依据

资源优势：钠原料（Na₂
CO₃
）价格仅为锂的1%，且全球分布均匀，避免LIBs的供应链地缘风险。环境友好性：SIBs生产能耗（13 kWh/kg）显著低于LIBs（70 kWh/kg），且废水处理更简易。技术短板：SIBs能量密度（120-160 Wh/kg）落后于LIBs（200-250 Wh/kg），且硬碳阳极初始库仑效率(ICE)较低，需通过表面修饰（如氮掺杂）提升。

SWOT分析

优势：SIBs采用铝集流体（LIBs需铜），支持零电压运输，安全性更高（耐100°C高温）。劣势：钠离子半径（1.02 ?）大于锂（0.76 ?），导致扩散速率慢，影响倍率性能。机遇：中国已建成100 MWh SIB储能电站，高熵化学有望提升能量密度至175 Wh/kg。威胁：LIBs成熟产业链（2025年产能4700 GWh）形成市场壁垒。

技术趋势与商业化

电极创新：普鲁士蓝类似物(PBAs)阴极和预钠化硬碳阳极可提升SIBs循环稳定性（>2000次）。企业布局：CATL推出首代SIB产品，Faradion开发氧化物阴极体系，Natron能源专注水系电解液技术。回收体系：闭环湿法冶金可回收92.21%的Li₃
PO₄
，而SIBs因铝含量高更易机械回收。

作者前瞻

SIBs将在电网储能和低速电动车领域形成差异化优势，预计2030年能量密度匹敌LFP-LIBs。政策支持（如欧盟关键原材料法案）和产业链协同（如钠矿开采-电池生产-回收闭环）是规模化关键。

结论

SIBs以资源可持续性和安全性见长，虽暂处技术追赶阶段，但通过电极材料优化（如NaNi_0.3
Mn_0.5
Co_0.2
O₂
阴极）和制造工艺迭代，有望成为碳中和目标下的重要储能选项。