鈉電池的興起與討論
在今年的上海車展上，寧德時代高調發布了納克薩（Naxxra），即鈉電池，引發了業界對鈉電池的廣泛關注。研究與培訓首席執行官歐陽楚英表示，隨著產業鏈的成熟，鈉電池在成本控制方面將展現出巨大優勢。寧德時代的老闆曾毓群更是直言，未來鈉電池將消耗超過一半的鐵。這一觀點在業界引發了熱烈討論。
鈉電池的優勢
成本優勢
從成本角度來看，目前調查顯示，土壤中鋰的含量比鈉少好幾倍，而鈉可以隨意從鹽湖中提取，價格非常便宜，且完全不依賴進口，更為環保。據中國科學技術大學計算，鈉電材料的成本比鋰電低三到四倍。寧德時代近年也發表過類似觀點，即電池規模化後，成本優勢將更加顯著。此外，鈉電池不需要儲備元素，目前70%的鋰礦生產集中在剛果民主共和國。而且生產工藝也能節省成本，因為鈉電池和鋰電池只是原材料配方不同，在雲漿、塗布等先進工程設備上是兼容的，甚至可以使用同一條生產線，這對許多鋰電池企業的轉型非常方便。
寬溫域運行
鈉電池可以在更寬的溫度範圍內運行，甚至比磷酸鐵鋰電池更寬，能在零下30度到60度的範圍內運行。隨著技術的發展，鈉電池的能量密度仍有提升空間。這次的納克薩能量密度超過175瓦時/千克，目標是未來達到200瓦時/千克，接近甚至超過一些鋰電池的水平。雖然體積能量密度比鋰電池略低，但基本可以彌補。
安全性高
鈉電池比磷酸鐵鋰電池更難燃燒，循環壽命也更容易提高。最近流行的針刺實驗中，鈉電池用於測試，打開包裝也沒問題。有網友認為鈉金屬和水有不同反應，這一觀點有一定道理。畢竟電池系統正極材料中的金屬有一定概率被吸出，會有鈉晶體和鋰晶體。但由於鈉比鋰大，在負極表面更穩定，所以鈉晶體的形成通常比鋰少，即其生長速度比鋰慢。
從三個角度來看安全性：首先，鋰在元素層更容易氧化，一旦出現異常，鋰金屬更容易對電磁場產生強烈反應，釋放大量熱量，導致連鎖反應更容易形成。其次，在材料方面，主流的鈉電池大多來自鈉鎂系統，其晶體結構在充電過程中變化較小，電解液反應緩慢，且仍使用X層負載，進一步降低了短路風險和熱損失控制。第三，鈉電池的電壓水平相對較低，自反應也較小。因此，鈉電池的穩定性並非偶然，而是由其自身系統和系統定位所決定的。
市場空缺與應用
目前市場上存在儲能生態位的空缺，寧德時代正準備填補這一空白。儲能位於風力和水力發電站旁邊，包括機場、車站和多品牌商業圈，都需要低價的鈉儲能設備來匹配波谷電。可以說，在儲能方面，鈉電早已開始與鐵電競爭，這在某種程度上是一種新的生產動力。
為何電動車最初未選擇鈉電池
雖然鈉電池看起來優勢明顯，安全且便宜，但電動車最初未選擇鈉電池的核心原因是其能量密度略低，不適用於對空間和重量較敏感的二手車。鈉電池早在20世紀70年代就已出現，並用於測試車輛，如1992年的EcoStar，其電池位於車庫底部，由德國ABB製造。但當時鋰電池相對成熟，鈉電池很快被放棄。此外，目前鋰電池大量使用石墨，而鈉電池在石墨使用上存在問題，因為鈉比鋰大得多，鋰本身的儲存效率只有鋰的十分之一，一旦鈉進入石墨，很難出來，出來時容易塌陷，原本等待輸送的能量不足，陷入無物可輸的尷尬境地。
硬碳材料的應用
後來，隨著技術的發展，人們逐漸發現鈉電池可以不使用石墨，而是使用一種名為硬碳的材料作為複合材料，從而解決了鈉鋰矽難以嵌入的問題。說到碳材料的軟硬，最容易想到的是鉛筆，石墨材料在紅度方面非常軟，因為其微觀結構是一層層規則排列的，層間阻力很弱，層間間隙很小，由於鈉的半徑較大，很難順利插入石墨。而硬碳不同，其內部有更多的孔，排列連續，另一方面可以容納更大體積的碳。
所謂的X層並非僅指硬碳，實質上，硬碳和石墨都屬於X層，只要能插入和儲存鋰離子，就稱為X層。但硬碳的X層不是那種整齊的層層儲存，而是一個更隨意容納鈉鋰離子的空間。因此，真正優秀的頂級硬碳複合材料不僅基於連續的X層，還結合了孔徑細化吸收。
最近，一個名為APHC的詞非常流行，可以理解為一種人工硬碳，全稱是非光學特殊人工非光學硬碳，比天然碳更可控，適用於納米顆粒的大規模儲存，包括低溫和長壽命場景，可以說是未來的明星材料。
據老王接觸到的一些材料和文獻，中國的電池企業確實在考慮接管電池產業。日本可口可樂之前使用椰子殼作為原料製造硬碳，經過碳化、分解、切割、熱處理和CVD等步驟，效果不錯，但工藝較複雜。國內企業如武漢的百資格，其硬碳使用澱粉，通過變化、裂紋、收縮、碳化等步驟，再經過化學預固化工藝，解決了硬碳沉積物常見的冷卻效率問題。還有寧波的杉杉科技使用瀝青，深圳的貝特瑞使用熱塑性紙，這兩家公司的硬碳工藝也非常具有代表性。據老王的行業預測，這三家國內公司在鋰離子鋰離子領域已經具有良好的競爭優勢。然而，從生物氣和汽油線並行發展的現象可以看出，目前的鋰離子系統尚未統一。
正極材料——普魯士藍
接下來談談正極材料。視頻中提到的普魯士藍是一種染料，上世紀許多牛仔褲都用它染色。這種染料形成的類似化合物，目前是許多關注重點生產鈉電池公司的原材料。
普魯士藍的起源要追溯到1706年的柏林，當時有一位年輕的藥劑師名叫迪斯巴赫，原本想製造一種組織藥物，結果卻製造出了這種藍色氯化氧化劑，這就是普魯士藍的誕生。誰能想到這個偶然發生的化學小事故，成為了人類視覺史上的經典色彩組合。後來，莫奈、梵高