领先日本和美国，中国这项技术专利占据全球半壁江山
钠离子电池可能是后锂离子电池时代争夺最激烈的一项技术。日媒对它的专利分析也显示，中国在这项技术上保持对日本和美国的领先地位。中国公司有望在今年开始量产钠离子电池。尽管日本和美国也在急忙开发廉价替代品来取代资源受限的电池，以实现脱碳，但进展落后于中国。
日本三井物产战略研究所使用美国知识产权信息服务商LexisNexis的专利分析工具，对后锂离子电池时代的替代技术进行了分析。结果显示，截至去年12月，这些替代技术的有效专利数量为9862件，在过去十年增长了十一倍。
如果把这些拥有有效专利的企业和科研院所按照国家排名，中国以5486件专利居首位，占专利总量的50%以上。日本在2015年之前一直排名第一，现在以1192件专利位居第二，随后是美国的719件，韩国的595件，法国的128件。按机构对专利数量排名，中国也占据领先。分析显示，中国有7家机构进入前10名，包括中国科学院和宁德时代。
三井研究所不仅评估了专利数量，还评估了将“质量”考虑在内的综合指数。LexisNexis的指数根据其他专利的引用次数等因素对这些电池专利进行了打分。结果，中国以4930分排名第一，美国以2630分位居第二。在2017年之前一直位居榜首的日本以2260分排名第三。
日媒指出，中国在钠离子电池专利领域尤其强大，该电池预计将在未来的电子产品中取代今天的锂离子电池。钠是一种丰富的资源，可以减少锂等稀缺工业材料的使用。尽管它们的容量将低于锂离子电池，但成本将降低60%至70%。
宁德时代是全球最大的汽车电池制造商，其在2021年发布了第一代钠离子电池，并宣布计划在2023年量产和供应电动汽车所用的钠离子电池。其他公司也急于将这项技术商业化。
在钠离子电池相关专利方面，中国的整体指数在过去10年里增长了108倍，是美国和日本的两到三倍。中国在锌离子电池方面也排名第一，这是另一种下一代电池组，预计非常安全。
此前，日本在开发当今主流锂离子电池的竞赛中一直处于世界领先地位。根据欧洲专利局和国际能源署2020年编制的一份报告，2014年至2018年，40%的锂离子电池相关专利源自日本。在电动汽车使用的所有电池中，日本占据了大部分专利。
当前电池中使用的锂和钴主要产自南美和非洲。由于电动汽车的需求增加，锂和钴的价格暴涨。在中国，随着电动汽车和可再生能源正在迅速被采用，以钠等丰富资源生产的电池的开发正在加速。同时，中国政府正在推动下一代电池的开发，以扩大可再生能源和电动汽车的使用。能源领域科技创新“十四五”规划呼吁重点研究钠离子电池，这一技术发展预计有助于减少电网需求的调峰，并促进可再生能源的使用。
虽然日本和美国在总体专利数量上落后，但仍有优势。日本在氟离子电池相关专利的综合评估中排名第一，美国在镁离子电池方面排名第一。氟离子电池的容量可能是锂离子电池的10倍。
日本政府正在支持工业界和学术界的研究项目，包括丰田、日产和京都大学正在开展的项目。一些人认为，下一代电池的商业化将在21世纪30年代到来。
钠离子电池（Sodium-ion battery），是一种二次电池（充电电池），主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似。2022年度化学领域十大新兴技术之一。其工作原理是在充放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出：充电时，Na+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。新款18650钠离子电池，借助了钠离子转移（而不是锂离子）来存储和释放电能。
钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。由于钠离子比锂离子更大，所以当对重量和能量密度要求不高时，钠离子电池是一种划算的替代品。
与锂离子电池相比，钠离子电池具有的优势有：
（1）钠盐原材料储量丰富，价格低廉，采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料，原料成本降低一半；
（2）由于钠盐特性，允许使用低浓度电解液（同样浓度电解液，钠盐电导率高于锂电解液20%左右）降低成本；
（3）钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体，可以进一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；
（4）由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg，可与磷酸铁锂电池相媲美，但是其成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。
来源：网络内容综合
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