这个钠离子电池真安全，多轴向挤压、针刺、高速钻击、锯断，不起火不爆炸
2025年4月21日，宁德时代在主题为“边界觉醒”的“科技日”上发布了多项颠覆性电池技术：钠离子电池、双核电池和第二代神行超充电池。这里，先分享钠离子电池技术。钠新电池兼顾高能量密度与高安全性：钠新电池能量密度达175Wh/kg（全球钠电最高），与磷酸铁锂电池相当，并通过极端测试（多轴向挤压、针刺、高速钻击、锯断等）实现“不起火、不爆炸”。拓展工作温度范围：通过多元快离子脱嵌技术和复合抗冻电解液技术，实现-40℃至70℃的全温域工作。其中，在-40℃的环境下，仍能保持90%的可用电量。可峰值5C充电，SOC30%至80%充电仅需10min，循环寿命＞1万次，使用寿命超8年。钠新24V重卡启驻一体蓄电池将2025年6月量产。这里的安全性测试令人印象深刻，经历了这种极端的安全测试，电池完全没有起火和爆炸，如果量产产品也能够达到这种安全等级，确实是突破性的技术进步。根据文献报道，与三元和磷酸铁锂电池相比，钠离子电池在成本、倍率性能、温度特性和安全性方面具有优势，但是能量密度偏低，现在宁德时代的钠离子电池能量密度达到与磷酸铁锂相当，如果再实现高安全性，钠离子电池更具竞争优势。图1三元和磷酸铁锂电池与钠离子电池比较这里通过文献1来对比钠离子电池和锂离子电池的性能，特别是安全性。如图2所示，与LFP相比，SIB在0°C下表现出更高的容量保持率，SIB的容量留存率比LIB的容量保持率高13.93%。此外，在0.5C、1C、1.5C、2C和3.0C下，钠离子电池的容量保持率分别为100.00%、100.00%、95.64%、96.44%和93.60%，而磷酸铁锂电池的容量保持率分别为98.10%、96.20%、94.72%、94.32%、94.32%、94.32%和94.32%。94.02%。图2(a)钠离子电池与(b)磷酸铁锂电池低温性能比较钠离子电池高倍率下，循环性能低于磷酸铁锂电池。图3(a)钠离子电池与(b)磷酸铁锂电池循环性能比较对电池进行过充电循环测试，过度充电水平被设定为5%、10%和15%。对于磷酸铁锂电池，上限电压为3.65V，过充电电压分别为3.8V（5%）、4.0V（10%）和4.2V（15%）。对于钠离子电池，上限电压为3.95V，过充电电压分别为4.2V（5%）、4.4V（10%）和4.6V（15%）。20次过充电循环测试，对于锂离子电池，正常和在5%、10%和15%过充电时的剩余容量分别为98.97%、98.89%、98.86%和99.07%。对于钠离子电池，正常充电和在5%、10%和15%过充电时的剩余容量分别为99.70%、97.65%、92.08%和67.72%。结果表明，随着过度充电程度的增加，两种电池的容量保持率逐渐下降，并且下降速度加快。与锂离子电池相比，钠离子电池表现出明显更快的降解速率。图5(a)钠离子电池与(b)磷酸铁锂电池过充电循环性能比较电池在保持在25°C的恒温室中以0.5C、1C、1.5C、2C和3C的倍率放电。在放电过程中，监测电池的表面温度，如图5所示。结果表明，锂离子电池在这些放电倍率下的峰值温度分别为27.65°C、29.84°C、31.56°C、33.12°C和36.45°C。相比之下，钠离子电池在相同条件下峰值温度分别为27.67°C、29.41°C、30.82°C、30.46°C和33.27°C。与磷酸铁锂电池相比，钠离子电池始终表现出较低的表面峰值温度，其中温度差异分别为0.387°C、0.675°C、2.341°C和2.683°C。在相同的加热条件下，钠离子电池经历了热失控，而磷酸铁锂电池没有。如图6所示，当监测点T2处的温度达到81.6°C时，钠离子电池的电压突然下降到0.53V，并保持约135s。当T2进一步升高到194.6℃时，钠离子电池的电压下降到0V在SIB的热失控过程中，T2的峰值温度达到273.9℃，而T3和T1温度记录分别为102℃和171.7℃。相比之下，磷酸铁锂在实验过程中没有表现出热失控，其最高温度达到140°C，电压保持稳定在3.3V左右，没有明显的波动。从这些数据来看，钠离子电池的安全性并不一定高于磷酸铁锂电池。图6钠离子电池与磷酸铁锂电池热失控比较文献2对比了26700圆柱钠离子和锂离子电池热特性。结果表明，两种电池类型都排放大量的白色烟雾。锂离子电池产生更多的烟雾，表现出更快的喷射速度，并且在热失控期间具有更长的喷射持续时间。此外，钠离子电池比锂离子电池更早激活其安全阀，安全阀打开温度、最高温度和总质量损失显著降低。图7钠离子电池与磷酸铁锂电池热特性比较文献3研究了相同尺寸的钠离子电池、LiFePO4（LFP）电池和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（NCM523）电池在不同加热功率（300W、400W和500W）下的热失控行为。基于雷达图的热失控危险性评估模型表明，钠离子电池的热失控危险性介于NCM523和LFP电池之间。图8(a)不同加热功率下钠离子电池的热失控危害评估。(b)500W下钠离子、NCM523和LFP电池的热失控危害评估对比。从研究结果来看，个人倾向于认为钠离子电池的安全性介于三元和LFP电池之间，宁德时代通过技术革新如果能够实现量产钠离子电池在极端安全测试条件下也不起火不爆炸，有利于钠离子电池的推广利用。参考文献：[1]Xu,Han,GuoqingZhang,JiantaoZhang,JiangyunZhang,HongweiWu,LiqinJiang,WenzhaoJiang,JunLiu,andKangPeng.2025."Comparativeanalysisofelectrochemicalpropertiesandthermalbehaviorsofsodiumionandlithiumionbatteries."InternationalJournalofElectrochemicalScience20(6):101027.[2]Huang,Xu,HonglingJing,MingYang,HuiLu,FengXue,JunchaoZhao,XudongCheng,HepingZhang,andYangyangFu.2025."Comparativestudyonthermalandgascharacteristicsof26700sodium-ionandlithium-ionbatteries."JournalofPowerSources631:236270.[3]Li,Zhiyuan,ZhixiangCheng,YinYu,JunjieWang,LongbaoWang,WenxinMei,andQingsongWang.2025."Thermalrunawaycomparisonandassessmentbetweensodium-ionandlithium-ionbatteries."ProcessSafetyandEnvironmentalProtection193:842-855.来源：锂想生活
