2024颠覆性的电池技术：电解质、负极材料与钠离子电池的新探索

近年来，电动汽车产业加速发展，电池技术的革新成为推动这一变革的核心。尽管锂离子电池（LIB）依然是当前最主要的电池类型，但随着人们对安全性、成本和材料可持续性的关注，各大厂商和研究机构正在探索新的电池材料和技术。2024年，电动汽车电池技术取得了显著进展，从创新的电解质和负极材料到钠离子电池等新技术，都在不断涌现。

电解质创新：突破温度限制

现有的锂离子电池技术在极端温度下表现有限。大多数锂电池在10到45摄氏度之间性能最 佳，但温度过高或过低会影响电池容量和寿命。尤其是在气候条件复杂的环境，如炎热的中东和寒冷的北欧，这一问题限制了电动汽车的推广。

日本化工公司旭化成在2024年6月实现了技术突破，通过使用乙腈作为溶剂，开发出一种低粘度、高介电常数的电解质，使锂离子在电池内的移动更为高效。这一电解质还在电池的负极表面形成了强大的被动膜，大大提高了高温条件下的电池耐用性。

磷酸铁锂(LFP)电池使用传统电解质与旭化成电解质的性能比较。

这项创新有望在2025年实现商业化，旭化成计划将其技术初步应用于储能和电动工具领域，未来进一步推广到电动汽车领域。

探索新型负极材料：铌钛氧化物

负极材料是锂离子电池的重要组成部分，其材料选择会显著影响电池的成本和性能。目前，石墨因其成本低廉和耐用性强而被广泛应用。同时，行业对电动汽车更高续航的需求促使研究人员探索新的负极材料。例如，硅因其能量密度比石墨高出50%而备受关注，但其脆性问题仍需解决。

另一种潜在的替代材料是铌钛氧化物（NTO），其体积密度是石墨的两倍。由东芝、双日株式会社和巴西公司CBMM合作的项目开发出了一种使用NTO负极的原型电池，具备快速充电和高耐用性的优势。预计2025年第 一季度，这一技术将达到商业化阶段，尤其适合巴士和卡车等高强度的商用车应用。

东芝SCiB Nb电池的原型，使用铌钛氧化物负极。

巴西公司CBMM正在积极推动铌基阳极材料的研究和应用。铌氧化物因其在快速充电中的表现而被寄予厚望，可作为锂电池负极材料的补充。

CBMM预测，2025年铌氧化物的销量将增长至800吨，是2024年的四倍，并预计到2030年可增长至2万吨。铌氧化物在电动汽车领域的广泛应用，尤其是在高负荷和快速充电的场景下，将极大推动电动汽车的普及。

钠离子电池：低成本、高安全性的选择

尽管锂离子电池在能量密度方面占据优势，但其材料成本和回收问题促使厂商寻找其他替代方案。钠离子电池（SIB）因钠的资源丰富和低成本引发关注，钠的价格比锂便宜90%，且储量丰富。

中国已有部分电动汽车品牌开始使用钠离子电池，如江淮钇为的“钠电版花仙子”和江铃的易至EV3（青春版），分别搭载中科海钠的32140钠离子圆柱电芯和孚能科技的钠离子电池，平均续航里程为251公里。虽然钠离子电池的能量密度仅为锂离子电池的一半，但在一些小型电动车型中已显示出应用潜力。

美国初创公司Unigrid在2024年筹集了1200万美元，致力于开发具有更高能量密度的钠离子电池，并计划首先应用于数据中心领域。Unigrid采用钠铬氧化物正极和锡负极，使电池体积显著减少，并有望使钠离子电池的续航里程达到480公里。未来，Unigrid的钠离子电池或将在亚洲的两轮和三轮车等低功率需求市场中得到应用，作为电动汽车市场的重要补充。

Unigrid的电池组采用钠铬氧化物正极和锡负极。

多种电池技术的协同作用

业内专家指出，钠离子电池等新型电池不会完全取代锂离子电池，而是作为补充，以满足不同的市场需求。例如，对于豪华电动车和重型车辆，锂电池的高性能依然不可替代；而对于成本敏感的市场和对快速充电需求较高的应用场景，铌氧化物电池和钠离子电池将发挥重要作用。

总体而言，电动汽车电池技术正在朝多样化和高效化方向发展。从提高耐用性的电解质到新型负极材料的探索，再到低成本的钠离子电池和铌氧化物的应用扩展，各种创新推动着电动汽车更快、更安全地走向大众市场。在未来，适配不同国家和市场需求的电池技术组合，将为电动汽车行业带来更加广阔的发展前景。