Натрий-ионные батареи становятся революционной альтернативой современным литий-ионным аккумуляторам. Представьте, что вы питаете свой автомобиль или дом с помощью того же натрия, который содержится в поваренной соли — в этом и заключается потенциал этой новой технологии. С ростом цен на литий в последние годы и увеличением проблем с цепочками поставок, интерес к батареям на основе натрия резко возрос. Эти аккумуляторы предлагают заманчивую перспективу снижения стоимости, повышения безопасности и использования доступных материалов, что заставляет многих задаваться вопросом: Могут ли натрий-ионные батареи революционизировать хранение энергии и электромобили?
В этом подробном отчёте мы объясним, что такое натрий-ионные батареи и как они работают, сравним их преимущества и недостатки с литий-ионными элементами, рассмотрим текущие области применения (от электромобилей до хранения энергии в сетях) и выделим последние достижения по состоянию на август 2025 года. Мы также расскажем о ведущих компаниях и исследователях, продвигающих инновации в области натрий-ионных технологий, и рассмотрим проблемы, стоящие на пути масштабирования этой перспективной технологии.
Что такое натрий-ионные батареи?
Натрий-ионные батареи — это перезаряжаемые аккумуляторы, которые используют ионы натрия (Na⁺) для хранения и высвобождения энергии, подобно тому, как литий-ионные батареи используют ионы лития. На самом деле, ведущий эксперт говорит, что «натрий-ионная технология — это на самом деле клон литий-ионной технологии» physics.aps.org. По своей структуре они работают одинаково: батарея имеет два электрода (катод и анод) с жидким электролитом между ними. Когда батарея заряжается и разряжается, ионы натрия перемещаются туда и обратно между электродами через электролит, а электроны проходят по внешней цепи, обеспечивая питание physics.aps.org.
- Катод (положительный электрод): Обычно изготавливается из соединения, содержащего натрий. Исследователи разработали несколько типов катодных материалов, включая натрий-содержащие слоистые оксиды металлов, полианионные соединения (например, фосфат ванадия натрия) и аналоги берлинской лазури physics.aps.org. Они аналогичны соединениям кобальта или железа лития, используемым в литий-ионных батареях, но созданы для размещения ионов натрия.
- Анод (отрицательный электрод): Часто изготавливается из «твердого углерода», формы углерода, способной поглощать ионы натрия. (Чистые графитовые аноды, используемые в литий-ионных батареях, плохо подходят для натрия, поэтому вместо них используется твердый углерод — неупорядоченный углерод physics.aps.org.) Анод поглощает ионы натрия при зарядке батареи и высвобождает их при разряде.
- Электролит: Жидкий раствор с натриевой солью (например, гексафторфосфат натрия) в органических растворителях, по функции схожий с электролитами литий-ионных батарей physics.aps.org. Электролит переносит ионы натрия между анодом и катодом, но блокирует электроны, заставляя их проходить через цепь для выполнения полезной работы.
Как это работает: При зарядке внешний источник питания подает электроны в анод и забирает их с катода. Для балансировки заряда ионы натрия из катода мигрируют через электролит и внедряются в углеродный анод. При разряде процесс идет в обратном направлении: ионы натрия покидают анод и возвращаются к катоду, а электроны проходят через цепь, чтобы питать устройство physics.aps.org. Это движение ионов натрия по принципу «качалки» — по сути тот же принцип, который сделал литий-ионные батареи такими успешными, только в качестве носителя заряда используется натрий.
Преимущества натрий-ионных батарей
Почему столько разговоров о натрии? Натрий-ионные батареи обладают рядом потенциальных преимуществ по сравнению с традиционными литий-ионными технологиями:
- Доступные, недорогие материалы: Натрий — один из самых распространённых элементов на Земле, его можно даже извлекать из морской воды. В отличие от этого, литий относительно редок и географически сконцентрирован. Эксперты отмечают, что натрия в 1000 раз больше, чем лития, в земной коре physics.aps.org. Это изобилие приводит к более низкой стоимости сырья: карбонат натрия стоит всего $0,05 за килограмм, против примерно $15 за килограмм карбоната лития sodiumbatteryhub.com. Теоретически это может сделать производство натрий-ионных ячеек гораздо дешевле, когда технология созреет. Кроме того, катоды натрий-ионных батарей часто используют недорогие металлы, такие как железо и марганец, вместо дорогих кобальта или никеля. «Натрий-ионные батареи избегают использования редких и экологически проблемных материалов, таких как кобальт и никель», снижая зависимость от критически важных минералов sodiumbatteryhub.com.
- Повышенная безопасность (меньший риск возгорания): Натриево-ионная химия может снизить риск возгораний и теплового разгона, которые иногда возникают у литиевых аккумуляторов. Эксперты отрасли отмечают, что натриево-ионные батареи более стабильны при высоких температурах и показали лучшие результаты в тестах на прокол гвоздём и сдавливание energy-storage.news. Ячейки менее подвержены образованию дендритов и перегреву, которые могут вызывать возгорания литиевых батарей. В электромобилях потенциально сниженный риск возгорания является важным преимуществом reuters.com. Один китайский производитель аккумуляторов даже сообщил, что их натриевые батареи прошли испытания на повреждение (например, прокол) безопаснее, чем обычные литиевые energy-storage.news.
- Быстрая зарядка и высокая мощность: Несмотря на использование более тяжёлого иона, натриево-ионные ячейки могут обеспечивать отличную мощность и скорость зарядки. Натриевые ионы имеют более «размытое» облако электрического заряда, чем литий, что, как ни удивительно, позволяет им быстрее проходить через материалы батареи physics.aps.org. Это означает, что натриево-ионные батареи могут выдавать высокий ток (для ускорения или большой нагрузки) и быстро заряжаться. Жан-Мари Тараскон, пионер в области исследований аккумуляторов, объясняет, что более крупный натриевый ион может быстро перемещаться благодаря распределению заряда, что потенциально позволяет добиваться большей мощности и более быстрой зарядки, чем у литий-ионных батарей physics.aps.org. На самом деле, натриево-ионная батарея, разработанная во Франции для электроинструментов, может заряжаться менее чем за 5 минут и выдерживать тысячи циклов physics.aps.org, что демонстрирует высокую мощность. Такая быстрая зарядка может стать большим преимуществом для электромобилей и устройств.
- Лучше работает при низких температурах: Пользователи в холодном климате знают, что литиевые батареи теряют производительность на морозе. Натриево-ионная химия и здесь имеет преимущество. Прототипы показали способность работать при экстремальном холоде (до -20°C или даже -40°C) с меньшей потерей ёмкости sodiumbatteryhub.com. Такая устойчивость к низким температурам может сделать натриевые батареи идеальными для использования на улице и зимой, когда литиевые батареи страдают.
- Потенциал длительного срока службы: Ранние данные показывают, что натрий-ионные аккумуляторы могут быть очень долговечными. Некоторые конструкции, особенно использующие электродные материалы на основе берлинской лазури, достигли впечатляющего срока службы – тысячи или даже десятки тысяч циклов зарядки/разрядки при сохранении большей части своей ёмкости sodiumbatteryhub.com. Например, одна коммерческая натрий-ионная химия ячеек обеспечивает более 7 000 циклов (20 лет службы) с сохранением 80% ёмкости sodiumbatteryhub.com, что значительно превышает срок службы типичного литий-ионного аккумулятора при глубоком циклировании. Такая долговечность особенно привлекательна для стационарных систем хранения энергии и других применений, где аккумулятор используется ежедневно.
- Экологическая устойчивость: Помимо преимуществ в добыче сырья, натрий-ионные аккумуляторы могут быть более экологичными в производстве и утилизации. Они используют нетоксичные материалы (без кобальта, без литиевых солей) и потенциально упрощают переработку, поскольку соли натрия легче в обращении. Хотя текущее производство натриевых аккумуляторов ещё не полностью оптимизировано, эксперты убеждены, что при масштабировании натрий-ионные системы будут иметь ещё лучшие общие экологические показатели, чем литиевые системы physics.aps.org. Меньшее воздействие на ресурсы и отсутствие этически проблемной добычи (например, кобальта в зонах конфликтов) дают натрию этическое преимущество.
Вкратце, натрий-ионная технология обещает более дешёвую, безопасную и устойчивую батарею. Как говорит профессор Тараскон, многие считают эту “зелёную технологию” имеющей “своё место в будущем” хранения энергии physics.aps.org.
Недостатки и проблемы натрий-ионных аккумуляторов (по сравнению с литий-ионными)
Если натрий-ионные аккумуляторы так хороши, почему они ещё не повсюду? Дело в том, что натрий-ионная технология всё ещё сталкивается с важными ограничениями и догоняет литий-ионные по нескольким направлениям:
- Меньшая энергоёмкость: Главный недостаток заключается в том, что натрий-ионные элементы просто не могут на данный момент накапливать столько же энергии на единицу массы или объёма, сколько литий-ионные. С химической точки зрения, у натрия ниже напряжение и выше атомная масса, чем у лития, что приводит к батареям примерно на 20–30% с меньшей энергоёмкостью в среднем physics.aps.org. На практике натрий-ионная батарея заданного размера обеспечит меньшее количество километров пробега или часов работы устройства, чем литиевая батарея такого же размера. Тараскон откровенно отмечает, что с точки зрения запаса хода «натрий не может превзойти литий» physics.aps.org. Это более низкое содержание энергии означает, что необходимы более тяжёлые или громоздкие батареи, чтобы достичь такого же пробега или времени работы, что является критическим фактором для электромобилей (EV), где вес и пространство имеют большое значение.
- Больший вес: Поскольку атомы натрия в три раза тяжелее лития и требуется больше материала для компенсации меньшей энергоёмкости, натрий-ионные батареи будут тяжелее при той же ёмкости. Это снижает эффективность транспортных средств и является ключевой проблемой для высокопроизводительных электромобилей. Хотя для стационарного хранения это не проблема, в автомобилях каждый лишний килограмм имеет значение.
- Зарождающаяся технология и масштабирование: Литий-ионные батареи получили более 30 лет развития и огромный эффект масштаба. Натрий-ионные батареи относительно недавно вышли на коммерческий рынок — только в последние годы компании начали пилотное производство. По состоянию на 2025 год натрий-ионные элементы в основном производятся небольшими партиями или на демонстрационных линиях, поэтому их стоимость пока не ниже, чем у литий-ионных. Анализ Стэнфорда показал, что несмотря на более дешёвое сырьё, современные натриевые батареи всё ещё могут стоить дороже за единицу энергии, чем литиевые, из-за их меньшей энергоёмкости и незрелого производства news.stanford.edu. Для достижения паритета по стоимости потребуются дальнейшие технологические прорывы и наращивание производства (чтобы снизить себестоимость). Короче говоря, эффекта масштаба пока нет.
- Ограниченное применение на раннем этапе: По вышеуказанным причинам натрий-ионные батареи пока не могут полностью заменить литий-ионные во всех сферах. Батареи первого поколения ориентированы на нишевые или бюджетные применения (например, электросамокаты, недорогие электромобили или хранение энергии в сетях), а не на премиальные электрокары или смартфоны. Потребуются время и НИОКР для повышения энергоёмкости, чтобы натрий-ионные батареи могли конкурировать в высокотехнологичной электронике или автомобилях с большим запасом хода. Внедрение в отрасли может идти медленно, пока характеристики не улучшатся или цены на литий снова не вырастут.
- Проблемы цепочки поставок и материалов: Хотя натрий сам по себе широко распространён, для натрий-ионных аккумуляторов всё же требуются другие материалы (углеродные аноды, специальные электролиты, катодные минералы). Некоторые передовые натриевые катоды используют редкие или дорогие элементы, такие как ванадий или никель, что может усложнить нарратив о «дешёвых и доступных» технологиях news.stanford.edu. Например, один из высокоэффективных катодов — это натрий-ванадиевая фосфатная система: она эффективна, но зависит от ванадия. Исследователи работают над тем, чтобы исключить дорогие элементы и использовать только действительно распространённые (железо, марганец и др.) news.stanford.edu. Кроме того, необходимо создать новые цепочки поставок для таких компонентов, как твердый углерод аккумуляторного качества и других специфических для натрия компонентов, поскольку цепочка поставок литиевых аккумуляторов не всегда может быть напрямую использована для натрия. Масштабирование этих цепочек потребует инвестиций и времени, хотя, к счастью, большая часть существующего оборудования для производства литий-ионных аккумуляторов может быть адаптирована для натрий-ионных ячеек energy-storage.news.
- Более высокий начальный углеродный след: Парадоксально, но современные натрий-ионные аккумуляторы могут иметь немного более высокий углеродный след производства на кВт·ч, чем литий-ионные. Это связано с тем, что для создания натриевого аккумулятора с меньшей энергоёмкостью требуется использовать больше материалов для хранения того же объёма энергии, что на данный момент приводит к более высоким выбросам при производстве physics.aps.org. Анализ жизненного цикла показал, что натрий-ионные ячейки выделяют больше парниковых газов при производстве, чем эквивалентные литий-ионные аккумуляторы, в основном из-за большего количества используемых материалов physics.aps.org. Однако ожидается, что это улучшится по мере повышения эффективности конструкций. Один из аналитиков отметил, что это всего лишь «текущий снимок», и что при оптимизации натриевые аккумуляторы могут достичь лучшей общей экологической устойчивости, чем литиевые системы physics.aps.org.
Несмотря на эти трудности, исследователи и лидеры отрасли остаются оптимистичными, что многие из существующих пробелов удастся устранить. Ширли Мэн, профессор Чикагского университета, которая занимается батареями уже 20 лет, ожидает быстрого прогресса теперь, когда натрий-ионные продукты выходят на рынок. «Я не сомневаюсь, что лучшие натрий-ионные батареи будут работать так же хорошо, как литий-ионные, менее чем через 10 лет», говорит Мэн physics.aps.org. Существует консенсус, что натрий-ионные батареи не полностью заменят литий-ионные, но в этом и нет необходимости — даже если они займут отдельные ниши и половину рынка, это будет огромным успехом. На самом деле, основатель CATL Робин Цзэн предположил, что натрий-ионные батареи могут потенциально захватить до 50% доли рынка более дешёвых литий-железо-фосфатных (LFP) батарей в будущем reuters.com. Сейчас гонка заключается в том, чтобы усовершенствовать технологию и масштабировать производство, чтобы реализовать потенциал натрий-ионных батарей.
Текущие применения и сферы использования
Натрий-ионные батареи быстро прошли путь от лабораторных прототипов до реальных применений. Хотя они всё ещё находятся на этапе становления, их уже тестируют в нескольких важных секторах:
Электромобили (EV)
Электромобили и другие транспортные средства являются естественной целью для натрий-ионных батарей благодаря их ценовым преимуществам и безопасности. Первые электромобили на натрий-ионных батареях уже дебютировали в Китае. В 2023 году китайский автопроизводитель JAC в партнерстве с компанией HiNa представил компактный электромобиль под названием Hua Xianzi, оснащённый натрий-ионным аккумулятором sodiumbatteryhub.com. Этот пятиместный автомобиль способен проехать более 155 миль (250 км) на одной зарядке, доказывая, что натрий-ионная технология может приводить в движение практичный автомобиль sodiumbatteryhub.com. Хотя его запас хода скромен по современным стандартам электромобилей, это подчёркивает потенциал натриевых батарей для недорогих городских машин. Компания HiNa уже много лет фокусируется на таких применениях (включая электробусы и низкоскоростные транспортные средства) и даже построила первую в мире специализированную производственную линию по выпуску материалов для натрий-ионных батарей sodiumbatteryhub.com.
Другие автопроизводители следуют этому примеру. Chery Automobile (еще один китайский автопроизводитель) объявил о планах использовать натрий-ионные батареи CATL в одной из будущих моделей physics.aps.org. А BYD, один из крупнейших в мире производителей аккумуляторов для электромобилей, инвестирует в натрий-ионные батареи для небольших городских автомобилей и двухколесных транспортных средств. BYD ожидает, что натрий-ионные аккумуляторы могут быть на 15–30% дешевле, чем литий-ионные LFP аккумуляторы к 2025 году, что делает их идеальными для бюджетных электромобилей energy-storage.news. Более низкая энергоемкость означает, что эти батареи изначально предназначены для меньших транспортных средств или моделей с меньшим запасом хода, где большая батарея не требуется physics.aps.org. Как отметил представитель CATL, первым целевым рынком для натрий-ионных батарей в электромобилях, скорее всего, станут «небольшие автомобили и двухколесные транспортные средства», где требования к запасу хода ниже physics.aps.org.
Важно, что преимущества натрий-ионных батарей в области безопасности и стоимости делают их привлекательными для электрификации транспортных средств, где приоритетом являются цена и долговечность, а не максимальный запас хода. Например, существует интерес к использованию натриевых батарей в электрических служебных автомобилях, автобусах или малоскоростных развозных фургонах, которым не требуется большой запас хода, но которые выиграют от снижения стоимости и длительного срока службы. Даже электрические двухколесные транспортные средства и рикши в развивающихся странах могут начать использовать натрий-ионные батареи, поскольку эти рынки крайне чувствительны к цене, а требования к запасу хода невысоки. Сообщается даже, что Tesla может рассматривать натрий-ионные батареи для своего будущего экономичного электромобиля за $25 000, чтобы достичь агрессивных целей по снижению стоимости sodiumbatteryhub.com. (Tesla это не подтверждала, но сам факт появления таких слухов говорит об уровне интереса отрасли к натриевым технологиям.)
Сетевое накопление энергии
Крупнейшая в мире натрий-ионная аккумуляторная станция — система накопления энергии мощностью 100 МВт·ч в провинции Хубэй, Китай — была введена в эксплуатацию в середине 2024 года в рамках усилий по диверсификации сетевого хранения за пределами лития energy-storage.news. Каждый контейнер содержит стойки с натрий-ионными батареями для хранения возобновляемой энергии и обеспечения резервного электроснабжения.
За пределами Китая натрий-ионные технологии начинают находить применение и в других продуктах для стационарного хранения энергии. В США компания Natron Energy коммерциализировала натрий-ионные аккумуляторы (с использованием химии электрода на основе берлинской лазури) для резервного питания дата-центров и промышленных нужд. Аккумуляторы Natron, хотя и имеют меньшую энергоёмкость, превосходят по скорости зарядки и длительности жизненного цикла — они могут быть полностью перезаряжены за 15 минут и выдерживают десятки тысяч циклов fossforce.com, businesswire.com. Это делает их идеальными для критически важных систем электропитания, которым необходим мгновенный отклик и частые циклы (например, для сглаживания выработки возобновляемой энергии или резервирования серверных ферм). В 2022 году Natron открыла первый в Северной Америке завод по массовому производству натрий-ионных аккумуляторов в Мичигане natron.energy, а такие компании, как United Airlines, инвестировали в Natron для использования её аккумуляторов при электрификации наземного оборудования аэропортов natron.energy. В Европе стартапы, такие как Altris (Швеция), сотрудничают с промышленными компаниями (например, инженерная фирма Fluor) для строительства первого в регионе крупномасштабного производства натрий-ионных аккумуляторов sodiumbatteryhub.com, с целью поставки батарей для хранения энергии в сетях.
Благодаря низкой стоимости одного цикла и безопасности, натрий-ионные аккумуляторы готовы сыграть большую роль в буме хранения возобновляемой энергии. Их можно устанавливать в крупных аккумуляторных парках для переноса солнечной энергии на ночное время, поддержки сети в периоды пикового спроса и обеспечения резервного питания без риска возгорания, как у литиевых батарей. Энергетические компании и девелоперы внимательно следят за натриевыми проектами в Китае, а пилотные программы запускаются и в других странах (например, в Индии также проводятся испытания по использованию натрий-ионных аккумуляторов для хранения энергии в электросетях). Длительное хранение энергии — ещё одно направление: разрабатываются новые натриевые химические составы (например, натрий-железные аккумуляторы) с очень долгим сроком службы, чтобы экономично хранить энергию более 8 часов sodiumbatteryhub.com. Всё это говорит о том, что стационарное хранение может стать первой отраслью, где натрий-ионные аккумуляторы получат широкое распространение.
Другие новые применения
Помимо автомобилей и хранения энергии в сетях, натрий-ионные аккумуляторы находят раннее применение ещё в нескольких областях:
- Портативное питание и электроника: Не ожидайте появления натрий-ионных аккумуляторов в вашем смартфоне в ближайшее время (элементы всё ещё слишком крупные для высококлассной мобильной электроники). Однако уже существуют прототипы натрий-ионных пауэрбанков и недорогих систем хранения энергии для потребительского использования. Например, стартап из Китая недавно выпустил натрий-ионный USB-пауэрбанк – он более громоздкий, чем литиевый, но заряжается быстро и очень безопасен (не перегреется в вашем кармане). Это нишевые продукты, но они демонстрируют возможности для потребительской электроники, особенно если плотность энергии улучшится. В регионах, где важна доступность, будущие ноутбуки или гаджеты могут использовать натрий-ионные аккумуляторы, если они могут мириться с небольшим увеличением веса.
- Электроинструменты и оборудование: Одним из первых коммерческих продуктов с натрий-ионным аккумулятором на самом деле стала беспроводная дрель. В 2022 году французская компания Tiamat (под руководством доктора Тараскона) предоставила натрий-ионные аккумуляторы для дрели, которая может зарядиться менее чем за 5 минут и выдерживает более 5000 циклов physics.aps.org. Такой инструмент показывает, что натрий-ион способен обеспечивать мощные импульсы и быструю подзарядку – это привлекательно для строительных и промышленных инструментов, которые нужно быстро заряжать. В ближайшие годы мы можем увидеть больше электроинструментов, газонокосилок или электросамокатов на натриевых батареях, особенно на профессиональных рынках, где ценится долгий срок службы.
- Низкоскоростной электротранспорт: Помимо автомобилей, натрий-ионные аккумуляторы отлично подходят для электровелосипедов, электросамокатов и трициклов. Эти легкие электромобили обычно имеют небольшие аккумуляторы (поэтому увеличение веса не критично) и крайне чувствительны к цене на рынках Индии, Юго-Восточной Азии и Африки. Первые электровелосипеды на натрий-ионных батареях ожидаются в ближайшее время. Например, индийская Reliance Industries (приобрела британский стартап Faradion по натриевым батареям) якобы тестирует сменные натрий-ионные аккумуляторные блоки для электросамокатов и рикш sodiumbatteryhub.com. Такие станции со сменными батареями могут снизить первоначальную стоимость электромобилей и использовать быстрое заряжание натрия. Аналогично, китайская компания BYD сотрудничает с Huaihai для разработки натрий-ионных батарей для легких городских электромобилей и электровелосипедов sodiumbatteryhub.com.
- Авиация и нишевой транспорт: Ведутся даже исследования по использованию натриевых аккумуляторов в таких нишах, как электрическая авиация (в гибридных формах) или в качестве удлинителей запаса хода. Это экспериментальные проекты, но креативные применения (например, гибридная натрий-воздушная батарея, тестируемая для самолётов sodiumbatteryhub.com) показывают широту исследований в области натриевой электрохимии.
В целом, натрий-ионные аккумуляторы переходят из лабораторий в реальный мир. Первые сферы применения сосредоточены на задачах, где важны низкая стоимость и приоритет безопасности: это хранение энергии в сетях, автопарки, бюджетные электромобили и устройства, для которых сверхвысокая энергоёмкость не критична. По мере совершенствования технологии можно ожидать её распространения на более массовую электронику и транспорт с большим запасом хода. Но даже в ближайшей перспективе натрий-ионные аккумуляторы доказывают свою ценность там, где литий-ионные могут быть неидеальны из-за стоимости или безопасности.
Крупные компании и исследования, движущие развитие натрий-ионных технологий
Продвижение натрий-ионных аккумуляторов стало глобальным усилием, в котором участвуют инновационные стартапы, академические лаборатории и крупнейшие мировые производители аккумуляторов. Вот некоторые ключевые игроки и участники в области натрий-ионных технологий:
- Contemporary Amperex Technology Co. (CATL) – китайский гигант аккумуляторной индустрии: CATL — крупнейший в мире производитель аккумуляторов для электромобилей (в том числе для Tesla) и один из первых, кто занялся натрий-ионными технологиями. В 2021 году CATL стала первой крупной компанией, представившей прототип натрий-ионного аккумулятора reuters.com. С тех пор компания разработала второе поколение натрий-ионных ячеек (бренд “Naxtra”) с энергоёмкостью ~160–175 Втч/кг reuters.com, что почти сопоставимо с литий-железо-фосфатными ячейками. CATL планирует массовое производство натрий-ионных аккумуляторов к декабрю 2025 года reuters.com. Робин Цзэн (основатель CATL) оптимистично смотрит на натрий-ионные технологии, считая, что они могут занять значительную долю рынка у литий-железо-фосфатных аккумуляторов reuters.com. CATL также внедряет “двойную химию” — сочетание натрий-ионных и литий-ионных ячеек в одном аккумуляторном блоке для использования преимуществ обеих технологий. Это может компенсировать меньший запас хода натрия при снижении стоимости. Как лидер отрасли, агрессивное продвижение CATL придаёт натрий-ионным технологиям огромную авторитетность.
- HiNa Battery – Пионеры в Китае: HiNa (также известная как Zhongke Haina) — это китайский стартап, выделившийся из Китайской академии наук и занимающийся исключительно натрий-ионными батареями. Они занимаются этим уже десять лет и достигли нескольких первых успехов: первая пилотная производственная линия, первое внедрение в электромобилях (автомобиль JAC) и поставка для крупнейшего в мире натриевого сетевого проекта sodiumbatteryhub.com, energy-storage.news. HiNa производит различные форматы ячеек (цилиндрические, пакетные, призматические) и наращивает производство. Поддержка китайским правительством таких проектов, как хранилище Datang, демонстрирует уверенность в технологиях HiNa. Работа HiNa сосредоточена на дешёвых материалах (они используют катоды из берлинской лазури и твёрдый углерод), и они утверждают, что решили прежние проблемы с производительностью. Их генеральный директор, Ли Шуцзюнь, является одним из самых активных сторонников натрий-ионных технологий в мире energy-storage.news.
- BYD и другие китайские компании: Помимо CATL и HiNa, практически каждая крупная китайская аккумуляторная компания имеет программу по натрий-ионным батареям. BYD через совместное предприятие с Huaihai запускает производство натриевых батарей для малых электромобилей. Farasis Energy, ещё один китайский производитель аккумуляторов, объявил о планах по натрий-ионным батареям и прототипах для автомобилей physics.aps.org. Компании, такие как CNGR и Great Wall, инвестировали в производство материалов для натриевых батарей. В 2023 году даже был установлен национальный стандарт Китая для натрий-ионных батарей sodiumbatteryhub.com, что свидетельствует о поддержке со стороны государства. Короче говоря, китайская индустрия полностью поддерживает натрий-ионные технологии, активно инвестируя в их коммерциализацию как дополнение к литиевым.
- Faradion (Великобритания/Индия): Faradion была одной из первых западных стартапов (основана в 2010 году в Великобритании), работавших над натрий-ионными технологиями. Они разработали собственный углеродный анод и катодную химию, достигнув достойной энергоёмкости (~140 Втч/кг) и хорошего срока службы. В 2022 году индийская Reliance Industries приобрела Faradion за $135 млн, чтобы наладить массовое производство натрий-ионных батарей в Индии sodiumbatteryhub.com. Reliance (крупный энергетический конгломерат) планирует использовать технологии Faradion для всего: от сетевого хранения до аккумуляторов для двух- и трёхколёсных электромобилей на огромном индийском рынке. Они даже тестируют сменные натриевые аккумуляторные блоки для электросамокатов, как уже упоминалось. Команда Faradion, теперь под управлением Reliance, — важный игрок, объединяющий британские инновации с производственным потенциалом Индии.
- Natron Energy (США): Natron — это компания из Кремниевой долины, которая сосредоточена на уникальной натрий-ионной химии на основе берлинской лазури. Вместо того чтобы конкурировать по энергоёмкости, батареи Natron отличаются сверхбыстрой зарядкой и чрезвычайно долгим сроком службы, что идеально подходит для дата-центров, резервного питания телекоммуникаций и промышленной энергетики. Компания привлекла инвестиции от таких гигантов, как Chevron и United Airlines natron.energy. Natron открыла производственное предприятие в Мичигане — что примечательно, это первый коммерческий производитель натрий-ионных ячеек в США natron.energy. Компания расширяет деятельность на рынки, такие как поддержка быстрой зарядки электромобилей (буферные батареи), и надеется выйти на уровень гигафабрики к концу 2020-х годов fossforce.com. Успех Natron может стимулировать больший интерес к натрий-ионным технологиям в США, особенно для нужд электросетей и военных, где ключевым фактором является безопасность.
- Tiamat (Франция): Основанный профессором Тарасконом, Tiamat — это французский стартап, работающий над высокомощными натрий-ионными батареями. Они делают ставку на полианионный катод (натрий-ванадий-фторфосфат), который обеспечивает отличную мощность и хороший срок службы physics.aps.org. Элементы Tiamat были использованы в первой аккумуляторной дрели на натрии, и компания продолжает совершенствовать химию. Хотя компания небольшая, Tiamat представляет исследовательскую силу Европы в области аккумуляторов. ЕС также финансировал НИОКР по натрий-ионным технологиям через проекты и консорциумы (например, проект NAIMA, в котором участвовали несколько европейских лабораторий и компаний, совместно разрабатывающих натриевые батареи).
- Академические исследовательские лаборатории: Многочисленные университеты и национальные лаборатории продвигают науку о натрий-ионных технологиях. В США был запущен консорциум Министерства энергетики на сумму 50 миллионов долларов под названием LENS (Лаборатория хранения энергии и устойчивого развития), чтобы ускорить исследования в области натрий-ионных технологий sodiumbatteryhub.com. В этом участвуют такие учреждения, как Университет штата Флорида, Стэнфорд (SLAC) и другие, работающие над прорывными материалами. В Китае Академия наук Китая и университеты имеют целые команды, посвящённые натрий-ионным электродам и электролитам. В Европе ведущие исследователи в Испании, Франции, Великобритании и Германии двигают границы возможного (например, испанский ICMM разработал новый устойчивый катод, а немецкий институт Фраунгофера исследует твёрдотельные натрий-ионные батареи sodiumbatteryhub.com). Научное сообщество исследует идеи следующего поколения, такие как натрий-металлические батареи без анода, твёрдотельные натрий-ионные и новые электролиты для повышения производительности sodiumbatteryhub.com. Это постоянное новаторство крайне важно для решения текущих ограничений.
- Другие заметные участники: Altris в Швеции (производство катодных материалов на основе железа и партнёрство по инженерии производства), Aquion (ныне несуществующая американская компания, производившая водные натрий-ионные солевые батареи для автономного использования, чьи технологии сейчас пересматриваются), Zooline (Zoolnasm) в Китае (новый игрок, привлёкший $42 млн на производство натрий-ионных батарей sodiumbatteryhub.com), а также различные стартапы в Индии (например, спин-офф IIT, разрабатывающий быстро заряжающиеся натрий-ионные ячейки sodiumbatteryhub.com). Даже крупные компании, такие как Stellantis (автопроизводитель), проявляют интерес — Stellantis Ventures инвестировала в стартап по натрий-ионным батареям для диверсификации будущих поставок аккумуляторов для электромобилей. Тем временем, бывшие эксперты по аккумуляторам Tesla запустили проекты, сосредоточенные на натрий-ионных решениях, признавая рыночный потенциал sodiumbatteryhub.com.
Вместе эти компании и команды формируют динамичную экосистему, которая быстро выводит натрий-ионные батареи на рынок. От Азии до Европы и Америки значительные ресурсы вкладываются в НИОКР, масштабирование пилотных линий и запуск планирования массового производства. Конкуренция и сотрудничество между этими игроками ускоряют прогресс. Как заметил один из отраслевых наблюдателей, 2025 год становится «годом натрий-ионной батареи», с всё большим количеством продуктов и анонсов, следующих один за другим.
Последние новости и события (2024–2025)
Сфера натрий-ионных аккумуляторов набирает обороты благодаря череде объявлений, инвестиций и технических достижений. Вот краткое изложение самых значимых недавних событий по состоянию на август 2025 года:
- Апрель 2025 – CATL представляет аккумулятор второго поколения “Naxtra”: Китайский гигант по производству аккумуляторов CATL запустил новый бренд натрий-ионных аккумуляторов Naxtra, объявив, что массовое производство начнется в декабре 2025 года reuters.com. Первые элементы Naxtra будут иметь энергоемкость около 175 Втч/кг – почти на уровне литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов, используемых во многих электромобилях reuters.com. CATL также раскрыла план использовать систему с двумя аккумуляторами (как два двигателя в самолете), сочетая натрий-ионные и литиевые батареи для повышения общей производительности и безопасности reuters.com. Оуян Чуин, сопредседатель по НИОКР CATL, отметил, что натрий-ионные аккумуляторы могут иметь ценовое преимущество перед литий-ионными по мере масштабирования цепочки поставок reuters.com. Этот громкий запуск подчеркивает, что CATL рассматривает натрий-ионные аккумуляторы как коммерчески жизнеспособный продукт в самом ближайшем будущем.
- Июль 2024 – Запущена крупнейшая в мире ферма натриевых батарей: Энергохранилище на натрие-ионных батареях мощностью 100 МВт·ч (мощность 50 МВт) было подключено к электросети Китая в провинции Хубэй energy-storage.news. Построенная компаниями HiNa Battery и Datang Group, это первая очередь проекта на 200 МВт·ч – крупнейшей натриево-ионной установки в мире. Проект является частью национальной программы по поиску альтернатив лития для сетевого хранения и уже обеспечивает стабильную подачу энергии в сеть energy-storage.news. Это стало важным подтверждением пригодности натриево-ионных технологий для хранения энергии в промышленных масштабах, доказав возможность их применения на уровне >100 МВт·ч. Руководитель проекта сообщил о превосходных показателях, отметив лучшую эффективность и долгий срок службы даже при экстремальных температурах у натриевой системы energy-storage.news. Государственные СМИ Китая подчеркнули, что такие проекты снижают зависимость от импортного лития и используют отечественные ресурсы energy-storage.news.
- Начало 2024 – Первые электромобили на натриево-ионных батареях поступают в производство: В январе 2024 года китайский автопроизводитель JAC начал серийное производство электромобиля на натриево-ионных батареях, после успешных испытаний прототипа в 2023 году electrive.com. Примерно в то же время конкурент Chery представил электромобиль с натриево-ионным аккумулятором CATL, который должен выйти на рынок Китая. Это были первые в мире коммерческие электромобили без лития в батарейных блоках. Хотя изначально они производились в ограниченном количестве, это доказывает, что натриево-ионные технологии готовы к использованию на дорогах. Модель JAC/HiNa Hua Xianzi EV с запасом хода около 250 км привлекла значительное внимание как демонстрация концепции sodiumbatteryhub.com. Аналитики ожидают, что в ближайшие 1–2 года больше китайских моделей (особенно недорогих городских авто) перейдут на натриево-ионные батареи из-за экономии средств.
- Бум инвестиций и партнерств: За последние два года крупные инвестиции в стартапы и производство натрий-ионных батарей. Помимо приобретения Faradion компанией Reliance, среди заметных сделок — инвестиции TDK Ventures в американский стартап Peak Energy для натрий-ионных аккумуляторов для электросетей sodiumbatteryhub.com, а также инвестиции United Airlines в Natron Energy для электрификации аэропортового оборудования с помощью натрий-ионных ячеек natron.energy. В Европе Fluor Corporation заключила партнерство с Altris для проектирования, как утверждается, первой в мире крупномасштабной фабрики по производству натрий-ионных ячеек, с планами начать производство в Швеции sodiumbatteryhub.com. Также было выдано несколько государственных грантов: например, Калифорнийская энергетическая комиссия выделила средства проекту по натрий-ионным батареям (Unigrid) для создания пилотной производственной линии в США sodiumbatteryhub.com. Интерес венчурного капитала высок: несколько стартапов привлекли посевное финансирование в 2024–2025 годах, поскольку технология приближается к коммерциализации.
- Технологические прорывы: Исследователи продолжают решать оставшиеся проблемы натрий-ионных батарей. В конце 2024 года команда из Принстонского университета разработала новый катодный материал, который значительно увеличивает сохранение энергии и стабильность, помогая сократить разрыв с литиевыми батареями по характеристикам sodiumbatteryhub.com. Лаборатория Dincă в MIT представила инновационный органический катод (TPAQ), обеспечивающий высокую плотность энергии при потенциально более низкой стоимости sodiumbatteryhub.com. Со стороны анода прогресс в области твердого углерода и композитных анодов улучшил емкость и срок службы sodiumbatteryhub.com. Некоторые экспериментальные ячейки теперь достигают энергетической плотности до 200 Втч/кг (приближаясь к среднему уровню литий-ионных батарей) и ресурса 10 000+ циклов с сохранением емкости >80% sodiumbatteryhub.com. Эти достижения, многие из которых опубликованы в 2024–2025 годах, показывают, что разрыв в производительности сокращается. Как выразился один из заголовков: «Northvolt против Natron: битва инноваций в натрий-ионных технологиях» — даже признанные производители литиевых батарей активно инвестируют в НИОКР по натрий-ионным технологиям forumnordic.com.
- Политика и рыночные тенденции: Правительства и отраслевые аналитики все чаще учитывают натрий-ионные технологии в своих прогнозах. В 2025 году исследовательская компания IDTechEx предположила, что рынок натрий-ионных аккумуляторов может достичь нескольких миллиардов долларов к 2030 году, особенно в сфере стационарного хранения. Международное энергетическое агентство (IEA) впервые упомянуло натрий-ионные батареи в своем ежегодном обзоре по хранению энергии, назвав их ключевой развивающейся технологией для диверсификации поставок аккумуляторов. Тем временем, торговые трения и опасения по поводу безопасности ресурсов косвенно способствуют внедрению натрий-ионных технологий — например, акцент Закона о снижении инфляции в США на внутренние поставки аккумуляторов открыл двери для цепочек поставок на основе натрия, которые не зависят от импорта лития sodiumbatteryhub.com. Ограничения Китая на экспорт графита (важного для литиевых аккумуляторов) также заставили другие страны рассматривать альтернативные химии, такие как натриевая, которые могут использовать местные материалы, что вызвало заголовки вроде «Как торговые трения способствуют внедрению натрий-ионных аккумуляторов». sodiumbatteryhub.com
В целом, новости последнего года рисуют картину стремительного прогресса и растущего импульса для натрий-ионных аккумуляторов. От лабораторных улучшений до появления реальных продуктов на рынке — технология развивается по всем направлениям. Эксперты отрасли часто цитируют известную фразу: «время натрий-ионных аккумуляторов наконец-то наступает». Следующие несколько лет будут решающими для того, чтобы определить, насколько далеко и быстро сможет продвинуться это решение на основе соли.
Проблемы и перспективы
Несмотря на энтузиазм, существенные проблемы остаются прежде чем натрий-ионные аккумуляторы смогут действительно изменить статус-кво. Масштабирование производства — задача номер один. Текущие мировые мощности по производству литий-ионных аккумуляторов составляют сотни гигаватт-часов в год; натрий-ионные пока находятся на уровне единиц гигаватт-часов в лучшем случае. Для достижения масштабов лития потребуется огромные инвестиции в новые гигафабрики и цепочки поставок. Обнадеживает то, что значительная часть существующих знаний по производству аккумуляторов может быть перенесена — натрий-ионные ячейки часто можно производить на том же оборудовании, что и литиевые energy-storage.news. Как отмечает одно отраслевое издание, конструкция натрий-ионных аккумуляторов достаточно похожа, чтобы быть «drop in» для некоторых текущих производственных линий energy-storage.news. Это означает, что если спрос и экономика это оправдают, компании смогут относительно быстро переориентировать часть производства на натрий-ионные технологии.
Ещё одной проблемой является повышение энергетической плотности и производительности, чтобы расширить сферы применения натрий-ионных аккумуляторов. Разрыв постепенно сокращается, но для того чтобы натрий-ионные батареи стали подходящими для электромобилей с большим запасом хода или ультракомпактной электроники, необходимы дальнейшие прорывы. Исследователи идут по нескольким направлениям: новые высоковольтные катоды, оптимизированные электролиты для стабильности и даже изучение натрий-металлических анодов (аналогично литий-металлическим батареям) для увеличения ёмкости. Также ведутся работы над гибридными натрий-литиевыми батареями и даже твердотельными натриевыми батареями, которые могут изменить правила игры, если будут реализованы sodiumbatteryhub.com. Следующее десятилетие исследований и разработок, вероятно, принесёт стабильные улучшения. Как отметила доктор Мэн, внедрение в реальных условиях будет возвращать данные в лаборатории и ускорять обучение physics.aps.org. Каждый цикл в сетевой батарее или электромобиле даёт инженерам информацию для совершенствования технологии.С точки зрения цепочки поставок, натрий-ионные технологии смещают спрос с лития, кобальта и никеля, но увеличивают спрос на другие материалы, такие как высокочистые натриевые соли, алюминий (в натриевых ячейках часто используют алюминиевые токосъёмники на обоих электродах, тогда как в литиевых на аноде используется медь) и твёрдый углерод. Эти цепочки поставок пока не являются ограничением — например, производство натриевых солей и алюминия весьма велико — но контроль качества и стабильность поставок материалов аккумуляторного качества придётся наращивать. Компании вроде Albemarle и Umicore, поставляющие компоненты для литиевых батарей, могут начать предлагать и материалы для натриевых аккумуляторов. Важно будет обеспечить устойчивость ресурсов для любых материалов, на которые опирается натрий-ионная технология (будь то ванадий, медь и т.д., в зависимости от химии). К счастью, многие натрий-ионные составы движутся в сторону очень распространённых элементов (например, катоды на основе железа и марганца и углерод), что благоприятно для долгосрочной устойчивости.
Ключевой вопрос: в какой нише натрий-ионные батареи найдут своё место? Большинство экспертов прогнозируют дополнительную роль, а не полную замену литий-ионных аккумуляторов. Скорее всего, натрий-ионные батареи займут рыночные сегменты, где их преимущества наиболее заметны — стационарное хранение энергии, где масса не имеет значения, а важна низкая стоимость при большом числе циклов; бюджетные и малолитражные электромобили, где дальность вторична по сравнению с доступностью; а также определённые потребительские или промышленные ниши, где важны безопасность и долгий срок службы (домашние накопители, электроинструменты и т.д.). Литий-ионные батареи, особенно передовые химические составы, продолжат доминировать в сегментах с высокими требованиями к производительности — электромобили с большим запасом хода, авиация и сверхлёгкая электроника. Хорошая новость в том, что рынок аккумуляторов настолько огромен и быстрорастущ, что даже захват ниши может означать десятки гигаватт-часов спроса на натрий-ионные батареи. Например, замена лишь части огромных мировых установок для хранения энергии на натрий-ионные может превратиться в рынок на миллиарды долларов.
Есть также внешние факторы, которые могут повлиять на траекторию развития натрий-ионных аккумуляторов. Если цены на литий снова резко вырастут, как это было в 2022 году, натрий-ионные батареи мгновенно станут более привлекательными с экономической точки зрения (в исследовании Stanford STEER отмечалось, что колебания цен на литий были одной из главных причин рассматривать натрий в первую очередь news.stanford.edu). Напротив, если литий останется дешевым и доступным, натрий должен будет превзойти его по другим показателям (безопасность, надежность поставок и т.д.), чтобы занять долю рынка. Политика и стимулы также могут сыграть роль: правительства могут поддерживать проекты по натрий-ионным батареям в рамках стратегии по критически важным минералам или для увеличения внедрения систем хранения возобновляемой энергии без зависимости от импорта. Экологические нормы также могут оказаться на стороне натрий-ионных батарей, если их производство окажется менее ресурсоемким по воде и земле (так как добыча лития из рассолов подвергалась критике physics.aps.org).Одна из проблем, которая скорее психологическая или рыночная, — это простая инерция и консерватизм. Участники отрасли могут колебаться, прежде чем перейти на новую химию, пока она не будет доказана, а потребителям потребуется разъяснение (например, покупателям электромобилей может понадобиться уверенность, что автомобиль с «натриевой батареей» так же надежен, как и с литиевой). Критически важно формировать доверие с помощью данных о работе в реальных условиях. Первые внедрения в Китае и других странах станут важной фазой валидации. Если они покажут хорошие результаты — заявленный срок службы, безопасность и экономию, — это укрепит доверие к технологии.
В целом, перспективы натрий-ионных аккумуляторов очень оптимистичны. Практически каждый аналитик рынка аккумуляторов теперь включает натрий-ионные технологии в обсуждение будущих аккумуляторных решений. Часто называют сроки: в конце 2020-х начнется рост, а к 2030-м натрий-ионные батареи могут занять значительную долю мирового производства аккумуляторов (по некоторым оценкам, от 10% до 20% и более рынка к 2035 году). Для этого потребуется продолжать работу над техническими усовершенствованиями и масштабированием, но импульс уже есть. Как отметил Марсель Вейль из KIT в Германии, среди множества альтернатив лития «натрий находится на передовой» по степени готовности и схожести с существующими технологиями physics.aps.org. Это преимущество уже заметно сейчас, когда натрий-ионные батареи выходят из лабораторий на рынок быстрее, чем другие претенденты, такие как магниевые или твердотельные аккумуляторы.
В заключение, натрий-ионные батареи быстро эволюционировали из исторического курьёза в фронтового претендента в мире аккумуляторов. Они предлагают заманчивую перспективу: использовать дешёвую, доступную соль для питания наших современных устройств и транспортных средств, снижая затраты и уменьшая нагрузку на ресурсы. Это не панацея – хранение энергии, вероятно, будет включать несколько химических составов, – но им это и не нужно. Заполняя важные ниши (более безопасные, доступные и устойчивые батареи), натрий-ионные технологии могут значительно укрепить переход к чистой энергии. Следующие несколько лет покажут, насколько далеко может зайти эта «соляная батарейная» революция. Учитывая достижения к 2025 году, не удивляйтесь, если ваша следующая домашняя батарея или электромобиль будут работать на волне натрия. Наступает эра натрий-ионных батарей, и, возможно, именно это придаст отрасли импульс, необходимый для более устойчивого и экологичного энергетического будущего.Источники: Информация и цитаты в этом отчёте взяты из различных открытых источников, включая интервью с экспертами и аналитические материалы в Physics Magazine physics.aps.org, отраслевые новости от Reuters reuters.com и Energy-Storage.news energy-storage.news, а также обновления из специализированных изданий по аккумуляторам и отчёты компаний sodiumbatteryhub.com, physics.aps.org, natron.energy. Эти ссылки (указаны в тексте) предоставляют дополнительную информацию для заинтересованных читателей. Технологии натрий-ионных батарей быстро развиваются, поэтому, чтобы быть в курсе последних новостей после августа 2025 года, следите за надёжными новостными ресурсами и объявлениями компаний.
