2026或不再需要固态电池！中国动力电池重大突破，安全、成本双杀

有没有一种电池比锂电池更安全、更耐寒、更便宜，同时还有不错的循环寿命？中科院物理所胡勇胜团队和中科海钠拿出的PNE钠离子电池方案，给出了答案。这项技术正极协同电解质实现突破，能量密度做到211Wh/kg，300度高温不起火，成本仅为磷酸铁锂的七成。钠离子电池正在改变新能源产业的格局。

要理解这个突破有多大，得先搞清楚钠离子电池的技术底色。电池有四大件：正极、负极、电解液和隔膜。与锂离子电池相比，钠离子电池沿着类似的技术路线摸索，因为两种离子都属于碱金属，都位于元素周期表第一族，都携带一个正电荷，甚至某些锂电池工艺可以直接套用。但钠离子更"胖"更大，化学性质也不完全一样，所以有它独特的挑战。

先铺垫一下原理。锂离子和钠离子电池都属于摇椅型电池，让金属离子在正负极之间穿梭搬运电荷。充电时离子穿越电解液从正极到负极，电子沿外围电路同向运动；放电时反过来。充电像用水泵把水抽到高处，放电就是开闸泄水。

这里的核心问题是正负极如何存储离子——进进出出得有地方待着。可以把正负极想象成两座房子，材料研发就是要造一个公摊面积小、得房率高、进出效率高、结构稳定的房子。

正极是整个钠离子电池最关键的战场。 目前主要研究三类正极材料：过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类似物。锂离子正极研发也是这三类，只不过已经产业化确定了三元锂（过渡金属氧化物）和磷酸铁锂（聚阴离子化合物）。

过渡金属氧化物，就是铁、镍、铜、钴、锰等过渡金属的氧化物。它存储钠离子主要靠两种晶格结构：层间结构和隧道结构。其中层状金属氧化物是研究重点，能量密度高，相当于得房率高，而且可以用锂电池正极工艺生产，比较成熟。钠离子电池中代表性的有铜铁锰酸钠、镍铁锰酸钠等。

聚阴离子化合物中的"聚"代表多。比如磷酸铁锂的磷酸根就是阴离子团，这类化合物含多种阴离子，结构类型包括橄榄石结构、NASICON结构等。橄榄石结构比较坚固，热稳定性好，但只有一维扩散通道；层状结构通道是二维的、容纳力强，但钠离子反复进出容易造成体积变化导致坍塌。

这就是三元锂能量密度高但不安全、磷酸铁锂安全但能量密度低的根本原因——鱼和熊掌不可兼得，放在钠离子电池上也一样。 钠离子电池中代表性的聚阴离子正极有磷酸钒钠和硫酸铁钠等。

普鲁士蓝类似物名字很有意思——18世纪初柏林一位化学家偶然发现这种化合物，颜色类似普鲁士军队制服，由此得名。它是一种含铁的配位聚合物，具有立方晶体结构，可以嵌入和脱出金属离子。 目前国内有颜料企业开始搞电池级普鲁士蓝项目。

三种正极材料目前难分伯仲。 宁德时代同时开展层状氧化物和普鲁士蓝两条路线。层状氧化物能量密度高但稳定性差；聚阴离子结构稳定但能量密度低且钒金属贵；普鲁士蓝理论上密度高、原料便宜，但制备工艺复杂。产业格局会随技术突破随时变化，如果聚阴离子或普鲁士蓝胜出，可能会有新的产业黑马跑出来。

再看负极。硬碳是目前主流方案。石墨对钠离子有些难搞——钠离子半径大，要么进不去只停在表面，要么进去后不稳定。科学家转向膨胀石墨、碳纳米材料等，最终硬碳综合性能最优。合金化材料和转化类材料能量密度很高，但都面临体积变化导致结构坍塌的问题。

负极问题不大，瓶颈在正极。 正极材料跟不上负极的存储能力，整个电池能有多大能耐主要看正极，锂离子也一样。电解液把六氟磷酸锂换成六氟磷酸钠，溶剂都是碳酸酯类，隔膜跟锂电池通用。钠离子与锂离子技术高度相似。

PNE方案正是在正极与电解质的协同设计上取得了突破。 电解质平时是液态保证性能，温度异常时自动固化封堵危险反应，跳出了行业"液态或固态"的二选一困局。不用锂、不用钴、不用镍，集流体从铜箔换成铝箔，且能直接兼容现有锂电池产线，国产化率达95%。

目前钠离子电池循环寿命可达2000次以上，跟磷酸铁锂的3400次有差距但够用，PNE方案更是把循环寿命推到3000次以上。这些缺点可以用更低的成本和更耐寒的优点弥补。对低温场景或成本敏感的应用，钠离子电池非常有前途。宁德时代的AB混搭方案已经说明了应用价值，尤其对增程式和混动车型而言。

正极材料如果持续取得突破，钠离子不仅自身迎来爆发，也会占据锂离子的一定市场空间。 中科海钠计划2026年底前启动量产装车，如果PNE电池真能在真实环境中兑现实验室数据，2026年很可能成为中国动力电池发展史上值得记住的年份——通往新能源未来的路不止一条，而中国正在自己开出新的岔路口。

参考文献：

人民网，"中科院物理所钠离子电池PNE技术最新进展"，2026年4月15日