Натрий-ионный аккумулятор

Натрий-ионный аккумулятор (Na-ion) — тип электрического аккумулятора, который имеет близкие к литий-ионному аккумулятору энергетические характеристики, но стоимость применяемых в нём материалов значительно ниже (натрий примерно в 50 раз дешевле лития).

Преимуществом натрий-ионных батарей является безвредность разряда до нуля, что делает более безопасной их перевозку и хранение^[1]. Также натрий-ионные батареи обладают преимуществами при низких температурах по сравнению с литий-ионными батареями.^[2]

По состоянию на апрель 2025 года в мире продаются коммерческие натрий-ионные автомобильные аккумуляторы, а также электромобили с натрий-ионными тяговыми батареями. Однако эти продукты занимают небольшую долю на рынке, уступая линий-ионным батареям.^[3] Также в небольших масшатабах натрий-ионные батареи используются в системах для накопления электроэнергии^[4], включая бытовые пауэрбанки.^[5]

История

Разработка натрий-ионных аккумуляторов началась ещё в 1970-х годах, но литий-ионные батареи показались производителям более многообещающими^[6].

В начале 2015 года была выпущена первая Na-Ion батарею в формате батареи 18650)^[7]. Продолжение исследований швейцарскими учёными позволило в 2017 году получить значительно большую стабильность ёмкости по числу циклов заряд-разряд^[8].

Трудность в замене лития более дешёвым натрием возникла из-за разницы размеров катионов натрия Na⁺ и лития Li⁺ — больший диаметр первых затруднял создание сепараторов.

В ноябре 2017 французская компания Electrochemical Energy Storage (RS2E) анонсировала новую улучшенную батарею формата 18650, имеющую напряжение 3,5 В, удельную ёмкость 90 Вт*ч/кг, количество циклов заряд-разряд более 2000 без существенной потери ёмкости, что соответствует примерно 10 годам эксплуатации^[9]^[10].

Натрий-ионная тяговая батарея электромобилей впервые была представлена в 2021 году китайской компанией Contemporary Amperex Technology (CATL), а первый коммерческий автомобиль с этой батареей появился, в Китае, в 2024 году.^[11]

В апреле 2025 года CATL создала бренд натрий-ионных таговых батарей Naxtra для заряжаемых автомобилей и аккумуляторов автомобилей. Компания сообщила о начале массового производства батарей Naxtra в декабре 2025 года. Батареи будут полноценно работать при температурах до -40 °C^[12].

Характеристики

Напряжение
- максимальное: 3,95 В (полностью заряжен)
- номинальное 3,0 ~ 3,1 В
- минимальное: 1,50 В (полностью разряжен)
- Возможность разряда до 0 В без влияния на производительность аккумулятора
Диапазон рабочих температур при разряде: от −40 °C до +60 °C; при заряде: от -20 °C до 45 °C.

Натрий-ионный аккумулятор обладает ёмкостью не менее 115 А*ч/кг после 50 циклов, расчётную полную ёмкость (по катоду) 400 Вт*ч/кг^[13]. Ресурс аккумуляторов ограничивал возможность коммерческого использования, но после 2015 года удалось значительно увеличить число циклов работы, используя многослойный оксидный катод^[14].