美国钠离子电池商业化取得突破性进展

钠离子电池因其资源丰富、成本低、安全性高等优势，被视为最具潜力的锂电池替代方案之一。然而，钠离子电池的能量密度和循环寿命瓶颈限制了其规模化应用。近期，美国在钠离子电池的研发与商业化方面接连取得突破，标志着这一新兴技术正加速走向产业化，并有望重塑全球储能格局。

锂离子电池在过去三十年推动了消费电子、电动汽车和储能产业的快速发展，但其产业链过度依赖锂、镍、钴等关键金属，造成资源压力和地缘政治风险。相比之下，钠元素储量丰富，价格低廉，美国更是拥有全球最大的纯碱储量（纯碱是钠离子电池的前体矿物），可为钠离子电池产业提供稳定的本土原材料保障。

钠离子电池的能量密度虽不及高镍三元锂电池，但已接近磷酸铁锂（LFP）电池水平，且在快充性能、低温适应性和循环寿命方面不断改善，特别适合大规模储能、分布式电力、低速电动车及基站后备电源等场景。随着清洁能源占比提升，电网对低成本、长寿命、大规模储能需求日益迫切，钠离子电池的产业化价值凸显。

2025年8月，总部位于美国纽约的初创公司Peak Energy宣布推出全球最大磷酸钠焦磷酸盐（NFPP）钠离子电池储能系统。这一系统采用独特的完全被动冷却架构，几乎没有活动部件，大幅降低了能耗与维护成本。据公司测试数据，在20年的生命周期内，电池退化率降低33%，每部署1GWh储能系统，每年可节省至少100万美元的运营费用，辅助电力使用减少高达90%。

这一成果不仅展示了钠离子电池在性能与经济性上的潜力，更标志着美国在电网规模储能领域率先实现了商业部署。Peak Energy首席执行官Landon Mossburg强调，储能是“国家安全的优先事项”，公司将通过扩大产能和本土化制造，让美国在全球电池产业中占据领先地位。目前，Peak Energy已与九家公用事业公司和独立电力生产商开展联合试点，并计划在未来两年内扩展至数百兆瓦时的商业规模项目。

继8月的产品发布后，Peak Energy又于2025年9月在科罗拉多州沃特金斯部署了美国首个电网规模的钠离子电池储能系统，总容量达到3.5兆瓦时，成为全美最大的同类项目。该系统由多家公用事业公司联合运营，预计在20年的全生命周期内可节省超过1亿美元。

该项目部署的意义不仅在于规模，更在于其运行验证。与锂电池相比，钠离子电池在高低温环境下均能保持稳定性能，且无需主动冷却，极大简化了系统设计与运维。在美国电价持续上涨、可再生能源快速扩张的背景下，这种低成本、长寿命的解决方案将为能源市场带来切实改变。预计到2027年，Peak Energy将推动商业化规模化应用，开启新一轮市场竞争。

除了Peak Energy，美国其他科研机构和初创公司也在不断推进钠离子电池技术发展：

2025年6月，源自加州大学圣地亚哥分校的初创企业UNIGRID Battery获得加州能源委员会（CEC）“研究与开发加速制造计划”（RAMP）290万美元拨款。公司计划在圣地亚哥建立年产兆瓦时级的钠离子电池试点工厂，推动本土化生产。其钠离子电池可在-40℃至60℃范围内稳定运行，循环寿命高达1万次，完全摒弃了锂、镍、钴等关键稀缺材料，具备极高的经济性和供应链安全性。

2025年9月，加州大学圣地亚哥分校实现全固态钠电池低温性能突破。研究团队成功研发出一种全固态钠电池，即使在零下环境下也能保持高性能。团队通过快速冷却亚稳态氢硼酸钠，锁定高离子迁移率的晶体结构，并与氯化物基固体电解质正极结合，从而制备出厚度大、能量密度更高的电极。这一方法显著改善了钠电池的低温适应性，为其在寒冷地区的应用打开新局面，被认为是钠电池走向与锂电池竞争的重要一步。

从实验室研究到电网规模应用，美国Peak Energy、UNIGRID等企业在钠离子电池领域的突破表明，美国不仅在技术层面不断创新，更在本土制造和供应链安全上寻求主导权。随着政策资金支持、科研成果落地和示范项目运行，美国有望在钠离子电池领域建立与锂电并行的产业体系。

然而，钠离子电池当前仍处于商业化早期。未来几年，产业竞争可能集中在大规模储能成本下降、生产线良率提升和跨国市场拓展三方面。值得关注的是，美国在钠资源储量上的天然优势，或将帮助其在供应链重构中占据战略主动。

资料来源：

1、Interesting Engineering. Solid-state sodium batteries that retain performance down to subzero temperatures created[EB/OL]. (2025.9.26). https://interestingengineering.com/energy/all-solid-state-sodium-batteries-created

2、Electrek. The US’s first grid-scale sodium-ion battery is now online[EB/OL]. (2025.9.25). https://electrek.co/2025/09/25/us-first-grid-scale-sodium-ion-battery-is-now-online/

3、Interesting Engineering. World-largest sodium-ion phosphate battery system launched, reduces 90% auxiliary power use[EB/OL]. (2025.8.1). https://interestingengineering.com/energy/world-largest-sodium-ion-battery-launched

4、PR News Wire. UNIGRID Battery Awarded California Energy Commission RAMP Grant to Launch Advanced Sodium-Ion Battery Production in the U.S.[EB/OL]. (2025.6.2). https://www.prnewswire.com/news-releases/unigrid-battery-awarded-california-energy-commission-ramp-grant-to-launch-advanced-sodium-ion-battery-production-in-the-us-302471091.html