【豬蚤的回答(58票)】:
基本上鈉離子電池就是鋰離子電池的換代版。
80年代鈉離子電池和鋰離子電池其實(shí)是同期發(fā)展的，但是由于鋰離子電池的性能實(shí)在是完爆鈉離子電池，所以鈉離子電池?cái)R淺了。
先從材料開始說吧。
首先，傳統(tǒng)的鋰離子電池用石墨無法應(yīng)用在鈉離子電池上，因?yàn)殁c離子半徑是鋰離子半徑的三倍，石墨材料在進(jìn)行多次鈉離子脫嵌后會(huì)引起結(jié)構(gòu)坍塌，導(dǎo)致無法再進(jìn)行離子脫嵌，這就意味著電池?zé)o法繼續(xù)充放電。目前鈉離子電池的負(fù)極備選材料有硬碳、合金、鈦化合物和第五族元素等等，都有能夠應(yīng)對較大半徑的鈉離子脫嵌的支撐結(jié)構(gòu)。但是鈉離子半徑又帶來另外一個(gè)問題：一定可觀數(shù)量的鈉離子在進(jìn)行脫嵌的時(shí)候會(huì)引起負(fù)極材料強(qiáng)烈的體積變化，這意味著又需要引入新的負(fù)極材料粘結(jié)劑……
另外鈉離子電池的正極材料也面臨著此類問題，不可能把鋰電池的正極材料簡單地把XX鋰更換為XX鈉就萬事大吉了，舉個(gè)簡單的例子吧，目前能夠投產(chǎn)商業(yè)化鈉離子電池的美國Aquion Energy公司的水系電解液鈉離子電池正極用的二氧化錳，匪夷所思是么？另外一種大熱的正極材料是普魯士藍(lán)。
如果你覺得麻煩已經(jīng)到此為止的話就太天真了，鈉離子電池還分為水系電解質(zhì)、有機(jī)系電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)，這些電解質(zhì)還要對應(yīng)不同的正負(fù)極材料和隔膜組合，目前根據(jù)鈉離子電池的文獻(xiàn)和專利來看，克容量不是問題（動(dòng)不動(dòng)就500以上，上千的也不少），問題是循環(huán)壽命。
最后，還是拿Aquion的鈉離子電池舉例：放電初始電壓1.8V，終止電壓0.5V，而且是一條大直線。這就意味著如果恒電流放電的話電池最終輸出功率會(huì)降到初始的30%，這要無比折騰BMS的設(shè)計(jì)人員。
如果只是比能量密度的問題，有機(jī)系鈉離子電池的成本是鋰離子電池的三分之一，更不用說更加便宜的水系鈉離子電池了，這么大的利潤空間，比能量密度高又如何。
【阮之復(fù)興的回答(7票)】:
這要從鋰離子電池的原理說起。
和其它的電池不同，鋰離子電池里沒有鋰的氧化還原反應(yīng)。它是利用鋰離子在正負(fù)極之間遷移來達(dá)到充電與放電過程。這就要求正負(fù)極都有能夠存儲(chǔ)鋰離子的地方。正極一般是鋰和其它金屬的氧化物比如磷酸鋰鐵，而負(fù)極最常用的材料是石墨。如果你還記得石墨的結(jié)構(gòu)的話，它是一片片的蜂窩狀平面層層疊起來的。鋰離子可以塞進(jìn)石墨層之間，和碳原子形成螯合體。而且這個(gè)過程是可逆的。
如果把鋰離子替換成鈉離子，鈉離子比鋰多了8個(gè)電子，尺寸上就大了一個(gè)級別。不但遷移速度慢，而且不容易像鋰那樣塞進(jìn)石墨里面。目前有用無定形碳作為鈉離子電池的負(fù)極，但是整體來講還是在研發(fā)階段。
【KBruce的回答(3票)】:
目前鈉離子電池還處在研發(fā)階段。如阮之復(fù)興所說，本質(zhì)上鈉離子電池也是一種搖椅電池，鈉離子在正負(fù)極之間來回穿梭，以達(dá)到可充放電的目的，大約有3.0V左右的電壓供用電器使用。然而，每一個(gè)電池品種的誕生到商業(yè)化都是漫長的，中間需要有很多重大的突破。例如鋰離子電池是上世紀(jì)90年代誕生的，雖然理念很好，但是如果沒有Goodenough在正極材料方面的重大貢獻(xiàn)問世，鋰離子電池也不能迅速取代鎳氫等電池流入市場，進(jìn)入千家萬戶。因此，雖然鈉離子電池是一個(gè)很好的創(chuàng)意，原料也很豐富，但是，其商業(yè)化還是需要重大的科學(xué)突破推動(dòng)的。目前鈉離子電池的性能和優(yōu)勢還不足以驅(qū)使眾多商人們?yōu)橹顿Y。
PS：說起Goodenough先生，真是肅然起敬，老先生的人生真是傳奇的一生：玩過哲學(xué)，搞過物理，開過飛機(jī)，后來能源危機(jī)，老先生又搞起了電化學(xué)，居然還有聲有色。不得不說，Goodenough是鋰離子電池發(fā)展史上的一個(gè)重要人物。祝他老人家長壽！
【傅韜的回答(2票)】:
前段時(shí)間，日本國立產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）的周豪慎來廈大做講座，提到鈉離子電池，他是這樣說的：
在鋰儲(chǔ)量用完前，鈉離子電池沒有機(jī)會(huì)。
這是從性能，性價(jià)比綜合考量后得出來的結(jié)論。
【黃明皓的回答(2票)】:
尼摩船長的鸚鵡螺號用的就是鈉離子電池
【Fuhy的回答(0票)】:
之前去東京工業(yè)大學(xué)參觀的時(shí)候，在他們的化學(xué)系有一個(gè)鈉離子電池研究所。據(jù)研究所的叔叔說（接待我們的是中國人XD）鈉離子電池在技術(shù)上還有難題（就像排名第一的回答說的一樣），但是好像就是今年他們已經(jīng)取得了進(jìn)展，但是應(yīng)用還不是很現(xiàn)實(shí)…還有鈉離子電池主要是做大容量的電池（說鈉離子電池與鋰離子電池相比會(huì)更便宜），就算廣泛運(yùn)用了，對日常生活影響應(yīng)該也不會(huì)很大。
【利哥的回答(0票)】:
目前鈉離子電池還處在研發(fā)階段。根本就就只能當(dāng)做一次電池，充放電過程中不能脫嵌自如，而且還充不滿。
【楊磊的回答(0票)】:
首先，任何金屬離子電池(鋰離子電池，鈉離子電池，鎂離子電池)都屬于搖椅式電池，金屬離子通過電解液、隔膜在正負(fù)極之間運(yùn)動(dòng)，獲得電能。因?yàn)殇囀请x子半徑最小的金屬離子(別和我說氫離子)，這就使得鋰離子在搖椅式電池中有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，最容易在各種框架物質(zhì)中嵌入脫出，而不使得其發(fā)生形變。
其次，鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢是所有物質(zhì)中最低的，好像超過3了。這也使得它做出來的電池具有較高的電壓。
最后，鋰比較輕，做出的電池自然也輕
前面所有的都是鋰做電池的優(yōu)勢，目前除了鈉比鋰便宜以外，鈉離子電池在任何一個(gè)方面都完敗鋰離子電池。鈉電想要應(yīng)用，個(gè)人覺得在鋰價(jià)飆升到一定程度之前沒有可能。
【辛普森的回答(0票)】:
哪里少了…自己多找篇綜述看看就知道了。還有說電壓的…難道你們沒學(xué)過串聯(lián)并聯(lián)么
【王滔滔的回答(0票)】:
我們知道氧化還原反應(yīng)的原理，鈉是活潑性更高的元素
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