钠电池性能究竟怎样?亚琛工业大学做了彻底拆解

来源 | 《财经》杂志 文|《财经》研究员 尹路 编辑|马克  

2026年06月25日 17:07  

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新一代钠电池比被测款已有明显进步,钠电和磷酸铁锂的成本拐点可能比预期的来得更早

2026年,市场对钠电池的关注热度已经不亚于固态电池。

宁德时代发布了和其锂电储能产品同一套壳体设计的钠电储能产品,标称单体能量300安时以上,循环超过15000次,和储能集成商海博思创签订了60吉瓦时钠电池的合作协议;比亚迪的徐州钠电项目动工,规划30吉瓦时;亿纬锂能、远景动力先后宣布储能专用钠电芯下线。多家行业媒体把2026年称作钠电“规模化商用元年”。

热闹归热闹,但有一个问题始终没有靠谱的答案:这些已经量产、装车、交付的钠电池,工艺和性能到底怎么样?和当下的主流磷酸铁锂电池差距有多大?

企业自己公布的参数当然漂亮,但那是“考生自己报分数”。要回答这个问题,最可靠的办法是采购一批市面上真正销售的量产钠电池,由第三方把它彻底拆开,一项一项地测。最近真有人这么干了。

一次彻底的“大卸八块”

干这件事的是德国亚琛工业大学(RWTH Aachen)电化学能量转换与存储系统研究所(ISEA),负责人是电化学专业的Dirk Uwe Sauer教授,成果2026年6月发表于期刊《Cell Reports Physical Science》,论文经过了严格审稿、数据公开存档。

这次测试的对象是中科海钠2023年发布,2024年下半年规模交付的33140圆柱钠电池,直径33毫米、高140毫米,标称容量10安时,重270克,能量密度110瓦时/公斤。论文指出,这是当前应用最广的商业化钠电池型号,中国多个大型钠电储能项目用的就是这款电池。它不是实验室样品,而是真正用在电站里的商品。

这次测试分了三个阶段。第一阶段是不破坏电池的电化学体检:对多达120颗电池做内阻一致性筛查,在零下20℃到45℃选定五个温度、21个电量档位下反复测内阻,跑了从龟速到4倍率的九种充放电倍率,还测了自放电、熵这些一般不会测的细节。

第二阶段是不开壳的“工业CT”检查:像医院做CT一样对整颗电池做三维射线扫描,满电、没电各扫一次,看内部结构和电解液变化。

第三阶段是真正的“大卸八块”:在隔绝氧气和水的手套箱里剖开电池,用质谱仪分析电解液,用光谱仪精确测出正负极每种元素的配比,用电子显微镜看材料长什么样,再把正负极片做成纽扣电池单独测试。

这种“电化学+CT+解剖”三管齐下、又经同行评审的做法,让论文的结论比任何企业宣传都更可靠。

论文给出的第一个结论是该电池的做工一致性像锂电一样“整齐”。随机抽120颗新电池测内阻,核心内阻的离散度只有5.3%。通俗讲,这120颗电池的“体质”几乎一模一样,和卖了十几年的成熟锂电池处在同一档。这表明这批钠电池的生产工艺已经非常成熟。

快充快放很能扛,甚至超过锂电。即便用4倍率(约15分钟充满)这种充放电速度,它实际充放的电量仍超过标称的10安时,比此前测过的多数钠电都好。

严寒表现有些“两极分化”。先在常温充满、再拿到零下20℃放电,表现优秀,可用能量还能保住约82%,容量保持率超过90%,基本不需要给电芯额外加热。但如果连充电也在零下20℃进行,表现就很糟糕,内阻会从常温的5毫欧暴涨到496.5毫欧,能充入的电量只有标称值的56%,基本失去可用性。严寒地区使用,要么只能龟速充电,要么先预热再充电。

此外,它放着不用时的“自放电”特性和锂电处于同一水平。工业CT还扫出这款电池会“呼吸”,从没电到满电内部电解液液面上升22.3%,没有锂电常见的“电解液干涸”风险。

实际解剖后,电池的材料也清楚了:正极是一种含铜的层状氧化物,这条“铜基”路线用的昂贵金属钴、镍更少;负极是硬碳;正负极集流体都用便宜的铝箔,省掉了锂电负极贵重的铜箔。最值得一提的是结构,它采用了“无极耳”设计,省掉电池两端的极耳,正负极直接和圆柱两端相连,以降低内阻、改善散热。论文指出,这是首款采用无极耳设计的商业化钠电池,此前这种工艺只出现在特斯拉的4680等少数高端锂电池上。

安全性是钠电公认的长板:热失控风险低于锂电,在拆解和破坏性测试中,这款钠电均未发生热失控。而且钠电的安全性还在继续突破,2026年4月中科院物理所胡勇胜团队在《Nature Energy》发表“可聚合不燃电解质”,使安时级钠电芯通过热箱、针刺等极限测试不起火。该研究是与中科海钠联合进行的,这种新电解质2026年四季度就可用于新的量产型号。把这些结果汇到一张图上,钠电与磷酸铁锂的优劣一目了然。

在做工一致性、快充快放、低温放电、安全性这几项上,这一代量产钠电已与成熟锂电不相上下,安全性更是明显占优;明显短板是能量密度偏低、低温充电几乎不可用。总体来说,钠电已经可以胜任许多应用,可与锂电正面竞争。

钠电会比锂电更便宜吗?

论文中被拆的这款钠电池是第一代产品。这款电池2024年大规模交付,设计和工艺在2023年发布时已基本“冻结”,论文测出的所有优缺点反映的是2023年的技术水平。而2026年正在投产的新一代钠电已有肉眼可见的进步。

中科海钠2025年3月发布的商用车方案,电芯能量密度已超165瓦时/公斤,快充循环超8000次;宁德时代“钠新”电池能量密度达175瓦时/公斤,已逼近磷酸铁锂185—190瓦时/公斤的水平。

另外钠电和锂电的成本比较正在向有利于钠电的方向倾斜。钠电这几年最大的尴尬,是“成本优势”被锂价拖累,2022年锂价冲到每吨60万元时,钠电是所有人心中的希望。可后来锂价跌破10万元后,钠电就悄无声息了。

2026年上半年碳酸锂从12万元/吨,涨到最高突破20万元/吨,随后回落到16万—18万元区间。除了锂在涨价,磷酸铁也在涨价,关键原料硫酸因中东危机价格翻倍,导致磷酸铁锂正极材料2026年上半年涨价超过30%,相比去年同期涨幅接近一倍。

钠电这边则相反。2026年一季度钠电芯成本已降至0.40元/瓦时,与磷酸铁锂价差收窄到0.1元/瓦时以内。更关键的是磷酸铁锂的技术降本空间已所剩无几,经过十几年迭代,它的材料优化、能量密度优化都已逼近物理极限,成本基本上随原材料价格波动。

而钠电的技术降本才刚刚开始。其中最受关注的是占成本两到三成的硬碳负极,早期主流的椰子壳生物质硬碳价格一度高达20万元/吨,是降本最大难点。中科海钠、华阳股份等推进的煤基硬碳路线,原料便宜得多,再叠加硬碳产能扩张带来的供给增加,钠电负极成本有较大下行空间。

此消彼长之下,钠电和磷酸铁锂的成本交叉线,很可能比预期来得更早。中科海钠总经理李树军预测2027年有望价格交汇、2028年重叠,摩根士丹利则预测钠电产能达100吉瓦时之后,钠电成本可比铁锂低30%。但这只是电芯成本,考虑到锂电的电池包工艺更成熟,周边配套的成本低于钠电,所以钠电系统成本低于锂电时间会更晚。

斯坦福大学Adrian Yao等人2025年初发表于《Nature Energy》的经济性研究跑了6000多种情景,核心判断是:钠电要真正在价格上超过低成本锂电,大概率要到21世纪30年代,且时间表与锂价高度相关,若锂价高位(约5万美元/吨碳酸锂当量),超过55%的钠电路线能在2035年前取得价格优势;若锂价低位(约1万美元/吨),则几乎没有钠电路线能胜出。

该研究2024年成文时锂价正处在低位,而2026年上半年锂价已逼近20万元/吨,正向那条钠电加速获得优势的高锂价曲线靠拢。该研究同时强调,提高能量密度是钠电降成本最有效的杠杆,这也正是电池企业如今的方向。因为钠电技术还处在高速发展期,能量密度的提升速度更快,用同样的材料制造能量密度更高的电池,降本效果远好于削减材料成本。

2026年的新一代钠电池,以及被锂价推高的锂电成本,正让这场“钠锂成本之争”比任何人预想的都更快接近拐点。

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