摘 要 近年来，对低成本储能技术日益增长的需求促使越来越多的科研人员和工程师加入到钠离子电池基础研究和工程化探索的事业中来，钠离子电池以可观的速度在近10年内快速成长。本文首先分析了全球锂资源形势，尤其是我国锂资源存在的潜在风险；随后回顾了钠离子电池的前世今生，并着重介绍了近些年全球钠离子电池的产业化现状。根据本领域最新的研究进展，提炼出了钠离子电池在成本、性能等方面的7大优势，这些优势使钠离子电池具有巨大的发展潜力。最后重点介绍了本研究团队在铜基层状氧化物正极和无定形碳负极等低成本电极材料研发及其工程化放大，以及钠离子电池研制和示范应用方面的工作。钠离子电池的成功示范证明了其实际应用的可行性。通过对电极材料、电解液、制造和成组工艺以及电池管理等方面进行优化，有望进一步提升钠离子电池的综合性能，尽快实现在低速电动车、数据中心后备电源、通讯基站、家庭/工业储能、大规模储能等领域的应用。
锂离子电池已经广泛应用于生活和生产中，从消费电子产品到电动汽车等移动储能设备，再到应急电源或储能电站等半移动或固定储能装置，大大改变了人类的生活和工作方式。2019年10月，瑞典皇家科学院公布了2019年诺贝尔化学奖，授予了美国德州大学奥斯汀分校Goodenough教授、纽约州立大学宾汉姆顿分校Whittingham教授和日本化学家Yoshino博士，以表彰他们在锂离子电池发展方面做出的杰出贡献。但是随着对锂离子电池需求的快速增长，锂资源的供应情况却变得越来越紧张，已经成为全世界关注和争夺的焦点：欧盟将锂列为14种关键原材料之一；美国将锂作为43种重要矿产资源之一；中国将锂定位为24种国家战略性矿产资源之一。据美国地质调查局2018年最新报告显示，全球锂资源储量约5300万t，其中阿根廷占18.5%、玻利维亚17.0%、智利15.8%、中国13.2%、美国12.8%、澳大利亚9.4%。作为全球第四大锂储量国，我国理应不受锂资源短缺的困扰，但现实却是：我国80%的锂资源供应依赖进口，是全球锂资源第一进口国。我国锂资源主要分为卤水型和矿石型，其中卤水型占比85%，而矿石型占比15%。整体上我国盐湖锂资源品质和外部开发条件较差，导致开发难度大、成本高，供应能力较弱。我国锂资源最丰富的青海柴达木盆地，品位偏低，镁锂比值高，分离难度大，开发平均成本是南美优质盐湖（镁锂比约为6.4）的两倍；西藏盐湖的锂资源品质虽好，但地处高海拔山区，且基础设施、交通运输和企业管理等条件均较差，开采所需人力、物力以及尾矿处理成本很高。我国矿石型锂资源主要分布在四川西部地区，面临着和西藏盐湖类似的问题，目前仅进行了少量开采，大规模开发基本处于停滞状态。这些原因导致我国锂资源总量虽大，但对其他国家的依赖还较为严重。如果持续扩大锂离子电池的使用规模，比如生产更多的电动汽车和储能电站，将使目前的形势变得更加严峻。
