寧德時代加速鈉離子電池部署：2026年製造商將面臨鈉離子電池與鋰離子電池的競爭

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寧德時代近期鈉離子電池的部署表明，鈉離子電池技術正從試點生產走向商業規模的儲能和特定行動應用領域。鈉離子電池具有低溫性能優異、安全性高、充電速度快以及對鋰和銅的依賴性低等優點。鋰離子電池在能量密度、供應鏈成熟度、體積小巧和應用靈活性方面仍然領先。製造商應根據溫度、空間、重量、循環壽命、成本和功率需求來選擇電池化學體系，而不是將鈉離子電池視為鋰離子電池的通用替代品。

第一部分：為什麼寧德時代鈉離子電池的擴張在2026年至關重要

鈉離子電池經歷了多年的實驗室研究、中試生產和有限的商業驗證。寧德時代近期的部署計畫表明，這項技術正進入一個更重要的產業化階段。

寧德時代（CATL）與HyperStrong宣布達成為期三年的合作協議，合作內容涵蓋60GWh的鈉離子電池儲能係統。寧德時代也推出了乘用車和大型電池儲能係統的鈉離子電池解決方案。

這項進展意義重大，因為生產規模一直是鈉離子電池普及應用的最大障礙之一。鈉資源豐富，但鈉離子電池仍需要成熟的正極材料、性能穩定的硬碳負極、合適的電解液、可靠的製造流程以及針對特定應用情境的控制系統。

根據中金公司的研究，2026年可能是鈉離子電池規模化生產階段的開端。報告預測，如果商業化和成本降低進展順利，到2030年全球鈉離子電池需求量可能超過400GWh。

然而，產能的提升並不代表鈉離子電池會立即取代鋰離子電池。這兩種技術各有優勢，並將越來越多地服務於互補的市場。

第二部分：推動鈉離子電池普及的因素是什麼？

2.1 能源與供應鏈安全

鋰資源地域集中，使製造商面臨材料價格波動、貿易限制和地緣政治風險。鈉分佈廣泛，可從豐富的原料中取得。

鈉離子電池也減少了對傳統鋰離子電池中幾種材料的依賴。例如，正負極集流體都可以使用鋁箔，而鋰離子電池的陽極通常需要銅箔。

使用鋁取代銅有助於降低原料成本和供應鏈風險，也有助於建立更多元化的全球電池材料系統。

因此，鈉離子技術不僅應該被視為一種成本較低的化學技術，而且應該被視為在能源安全和材料供應至關重要的應用領域的策略性替代方案。

2.2 更佳的低溫性能

低溫運轉是鈉離子電池最強大的技術優勢之一。

中金公司的研究表明，部分鈉離子電池產品在-20℃下容量保持率超過90%，在-40℃下容量保持率超過70%。寧德時代也報導了其產品在極寒條件下具有出色的功率和容量保持能力。

這種性能使得鈉離子電池在以下領域具有應用價值：

• 戶外儲能係統
• 寒區基礎設施
• 遠端監控設備
• 電信備用電源
• 汽車啟動停止系統
• 低速車輛
• 兩輪電動車

鋰離子電池在低溫環境下也能正常運作，前提是電池單元、加熱器、絕緣層、充電控制裝置等零件都符合要求。 電池管理系統 如果設計得當，鈉離子技術在某些應用中可能會減少所需的輔助散熱措施。

2.3 安全性和熱穩定性

鈉離子正極材料具有很強的熱穩定性。聚陰離子和普魯士藍材料系統的分解溫度通常高於常見的層狀氧化物材料。

鈉離子電池在運行過程中產生的熱量可能更少，並且在合適的應用中承受的膨脹應力也更低。這些特性可以降低熱傳播的可能性，但並不能取代保護措施。

市售的鈉離子電池包仍然需要：

• 單元級安全性驗證
• 過充過放保護
• 溫度感應
• 電流監控
• 短路保護
• 電池平衡
• 故障診斷
• 熱管理
• 機械與環保

電池化學成分只是安全保障的一部分。電池組架構、電池管理系統邏輯、充電器設計、外殼工程、生產一致性和驗證等因素共同決定了整個系統的安全性。

第三部分：鈉離子電池與鋰離子電池

對比結果表明，鈉離子電池和鋰離子電池不應在所有項目中都被視為直接替代品。

當低溫性能、安全性、材料可用性、長循環壽命或固定式系統的經濟性是優先考慮因素時，鈉離子電池就顯得很有吸引力。而當設備需要最小重量、小巧尺寸、高能量密度、完善的認證或成熟的供應鏈時，鋰離子電池仍然是更佳的選擇。

第四部分：鈉離子電池最具潛力的領域

4.1 固定式儲能

儲能領域有望成為最大的鈉離子電池市場之一。

儲能係統更重視長循環壽命、熱穩定性、低輔助能耗和原料成本，而非最大重量能量密度。與便攜式設備或乘用車相比，儲能係統對包裝尺寸和重量的限制較小。

聚陰離子鈉離子電池特別適合用於儲能，因為它們可以提供：

• 循環壽命長
• 穩定的電壓特性
• 寬廣的工作溫度範圍
• 高倍率充放電
• 強熱穩定性
• 減少對鋰資源的依賴

中金公司估計，到 2030 年，鈉離子儲能滲透率可能達到 18%，根據其預測假設，相當於每年約 248 GWh 的需求量。

這些數據是預測值，而非保證結果。實際應用將取決於材料成本、生產效率、現場性能、認證以及來自磷酸鋰鐵和其他儲能技術的競爭。

4.2 資料中心和備用電源

資料中心和工業備用電源系統需要快速的電力響應、可預測的性能和強大的安全控制。鈉離子電池憑藉其優異的倍率性能和寬廣的溫度耐受範圍，可能非常適合這些應用。

然而，工程師必須評估的不僅僅是細胞化學成分。此系統需要以下方面的協調設計：

• 電池模組
• 電力轉換設備
• BMS通訊
• 荷電狀態估算
• 健康狀況監測
• 熱控制
• 防火
• 冗餘
• 維護通道

鈉離子電池的電壓曲線和電化學特性與鋰離子電池不同。現有的鋰離子電池荷電狀態（SOC）演算法並非總是能直接應用，需要重新校準。

4.3 寒冷地區基礎設施

戶外通訊設備、安全系統、遠端監控站、太陽能照明和電網基礎設施經常在會降低傳統電池容量和充電效率的溫度下運作。

鈉離子電池可望減少冬季性能損失和供暖需求。然而，製造商仍需驗證充電限制、外殼保護、冷凝控制、連接器和通訊可靠性。

對於尺寸和重量至關重要的緊湊型設備，客製化方案是理想之選。 低溫鋰電池 或許更合適。

4.4 入門級電動車和兩輪車

鈉離子電池可以為那些對續航里程要求不高的車輛提供支援。它們具有低溫性能、快速充電、安全性和潛在的成本優勢，因此適用於入門級汽車、低速車輛和電動兩輪車。

中金公司估計，到 2030 年，鈉離子滲透率在新能源汽車中可達 5%，在電動兩輪車中可達 12%。

鋰離子電池可能仍將繼續主導需要長續航里程和最大電池組能量密度的車輛。

第五部分：為何鋰離子電池仍至關重要

鈉離子電池技術的發展並不會讓鋰離子電池過時。

鋰離子電池受益於數十年的商業發展、廣泛的生產能力、成熟的電池管理技術、完善的認證流程以及廣泛的化學成分和外形尺寸。

製造商可以選擇：

• 用於高能量密度和緊湊型裝置的NMC
• 磷酸鋰鐵具有長循環壽命和熱穩定性
• 用於小型便攜式電子產品的LCO
• 用於高速率應用的LMO
• LTO 具有卓越的循環壽命和快速充電功能
• 適用於薄型或不規則產品設計的鋰聚合物電池
• 用於寒冷環境的低溫電池
• 用於高風險應用的防爆電池

這些選項使 客製化鋰電池組 高度適用於醫療設備、機器人、工業設備、安防系統和可攜式電子產品。

在以下情況下，鋰離子電池可能仍然是首選：

• 電池空間非常有限。
• 設備必須保持輕量。
• 高能量密度至關重要。
• 此應用程式需要已確認的可用基地台。
• 現有認證基於鋰離子技術。
• 本產品需要客製化的袋式、圓柱形或棱柱形電池。
• 目前的產量不足以支持啟動新的鈉離子雷射研發計畫。

第六部分：鈉離子電池製造的挑戰

儘管鈉離子技術具有諸多優勢，但在工程和商業化方面仍面臨許多障礙。

6.1 硬碳一致性

硬碳目前是鈉離子電池負極的主要材料。生物質衍生的硬碳在商業上較為成熟，而煤基和瀝青基硬碳則具有潛在的成本優勢。

製造商必須控制孔隙結構、水分含量、產氣量、初始效率、產能穩定性以及生產率。硬碳性能的波動會影響產能、循環壽命和SOC估算。

6.2 陰極路徑選擇

目前正在開發三種主要的鈉離子陰極材料路線：

製造商不應僅根據標稱能量密度來選擇鈉離子電池。陰極化學性質會影響電壓特性、熱穩定性、使用壽命、功率能力和系統控制需求。

6.3 電解質開發

鈉離子電解質通常用鈉鹽代替鋰鹽，同時保留許多常見的碳酸鹽溶劑和添加劑。

六氟磷酸鈉目前是重要的商業選擇，因為它具有良好的導電性和與現有生產過程的兼容性。然而，其對水分的敏感性、熱穩定性以及材料成本仍需改進。

根據中金公司的報告，鈉離子電解液材料與現有鋰離子電池生產線具有相當高的兼容性。這有助於供應鏈更快擴張，但電解液配方仍需針對特定電池進行驗證。

6.4 鋁箔黏合劑

在兩個電極上使用鋁箔可以帶來成本優勢，但硬碳的黏合可能會成為生產上的難題。

製造商必須控制鋁箔的清潔度、表面能、塗層附著力、界面電阻、強度和延伸率。更薄、表面能更高的鋁箔可以提高能量密度和循環穩定性，但也增加了製程控制的要求。

第七部分：鈉離子電池組的電池管理系統設計

鈉離子電池不應該直接連接到為鋰離子電池配置的電池管理系統 (BMS) 上。

電池管理系統必須考慮化學物質的具體特性：

• 標稱電池電壓
• 充電和放電限制
• 電壓-SOC關係
• 溫度行為
• 內部電阻
• 平衡策略
• 老化模型
• 故障閾值

電池荷電狀態 (SOC) 的估算需要特別注意。較為平坦或受電池化學特性影響的電壓曲線會導致基於電壓的簡單 SOC 估算不準確。工程師可能需要採用庫侖計數、溫度補償、基於模型的估算以及定期重新校準等方法。

電池管理系統也應支援：

• 單一電池電壓監測
• 多點溫度監控
• 主動或被動細胞平衡
• 電流和絕緣監測
• 充電路徑和放電路徑控制
• 接觸器或 MOSFET 診斷
• 事件記錄
• 健康狀況評估
• CAN、RS485、SMBus 或其他設備通信
• 容錯關機邏輯

進一步了解 BMS和PCM工程 用於客製化電池系統。

第八部分：製造商應如何在鈉離子電池和鋰離子電池之間進行選擇

先從應用入手，而不是從化學原理著手。

8.1 何時選擇鈉離子電池：

• 該設備在嚴寒條件下也能正常運作。
• 使用壽命長比體積小重要。
• 固定式儲存可以減輕重量限制。
• 供應鏈多元化是一項策略重點。
• 需要高倍率充電和放電。
• 此項目量支持化學特定工程。
• 客戶接受不斷發展的供應鏈生態系統。

8.2 何時選擇鋰離子電池：

• 產品必須小巧輕便。
• 高能量密度決定裝置運轉時間。
• 需要有可靠的供貨管道和認證。
• 電池需要客製化形狀。
• 產量有限或中等。
• 此專案開發週期較短。
• 該設備適用於對鋰離子電池整合要求成熟的醫療、機器人、工業或便攜式應用。

未來的一些系統可能會同時使用鈉離子電池和鋰離子電池。混合架構可以利用鈉離子電池提供低溫環境下的電力、高倍率響應或固定式儲能，同時保留鋰離子電池以實現更緊湊的體積和更高的能量密度。

此類系統需要先進的電池管理系統協調以及精心設計的充電、放電、散熱和通訊策略。

第九部分：寧德時代擴張對電池製造商意味著什麼

寧德時代在鈉離子電池領域的擴張並不意味著鋰離子電池技術的終結，而是標誌著一個更多元化電池市場的開端。

電池製造商和設備開發商應做好以下準備：

1. 評估鈉離子電池在儲能和低溫項目中的適用性。
2. 建構與化學無關的電池開發流程。
3. 更新BMS演算法，以檢測鈉離子電壓和老化行為。
4. 在包裝和系統層級驗證電池，而不是依賴資料表。
5. 監測硬碳、電解液和鋁箔供應鏈。
6. 比較的是整個生命週期的總成本，而不僅僅是電池的初始價格。
7. 保持鋰離子電池在緊湊型和高能量應用領域的研發能力。

最終勝出的電池化學體系將因專案而異。在許多便攜式和專用設備中，鋰離子電池仍將是最佳的工程選擇。而在固定式儲能、寒冷地區基礎設施和部分移動出行市場，隨著生產規模的擴大，鈉離子電池的普及速度可能會加快。

結語

寧德時代2026年的鈉離子電池產能擴張計畫表明，鈉離子電池技術正朝著商業化部署的方向發展。豐富的原材料、優異的低溫性能、強大的倍率性能以及潛在的成本降低，使其成為儲能、備用電源、寒冷地區基礎設施以及部分車輛應用領域的重要選擇。

鋰離子電池仍然具有更高的能量密度、成熟的供應鏈、更廣泛的外形尺寸選擇以及在專用設備中成熟的性能。

製造商不應糾結於鈉離子電池是否會取代鋰離子電池。更恰當的問題應該是，對於特定產品而言，哪種電池化學系統能夠在安全性、運行時間、尺寸、成本、溫度性能、循環壽命和供應穩定性之間取得最佳平衡。

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常見問題

鈉離子電池比鋰離子電池更安全嗎？

在適當的材料體系下，鈉離子電池可以展現出優異的熱穩定性並降低發熱量。然而，安全性取決於整個電池系統。電芯品質、電池管理系統（BMS）保護、充電器設計、外殼結構、熱管理以及驗證仍然至關重要。

鈉離子電池會取代磷酸鋰鐵電池成為儲能領域的重要力量嗎？

鈉離子電池可能會佔據部分儲能市場，尤其是在寒冷地區以及對材料供應和循環壽命要求較高的應用領域。磷酸鐵鋰電池憑藉其成熟的供應鏈、可靠的安全記錄和經實踐驗證的性能，仍將保持競爭力。

鈉離子電池的能量密度是多少？

商用鈉離子電池的能量密度因材料系統和電池設計而異。先進產品的能量密度已達到約 160–175 Wh/kg，而許多鋰離子電池仍能提供更高的能量密度。

鋰離子電池管理系統（BMS）可以用於鈉離子電池嗎？

沒有針對特定化學成分的配置和驗證，就無法實現。鈉離子電池的電壓範圍、荷電狀態 (SOC) 特性、溫度特性和老化模式各不相同。電池管理系統 (BMS) 的閾值和估算演算法必須與所選電池相符。

鈉離子電池最適合應用於哪些領域？

有前景的應用領域包括固定式儲能、資料中心備份、汽車啟動/停止系統、低速車輛、電動兩輪車和寒冷地區基礎設施。

製造商如何比較鈉離子電池和鋰離子電池？

比較電池組的能量密度、工作溫度、循環壽命、功率能力、電池管理系統（BMS）需求、認證、供貨狀況、開發時間和總生命週期成本。僅考慮電池價格是不夠的。