科學家們開始尋求一些可以替代鋰離子電池的新的儲能技術，以滿足或緩解未來全球日益增長的能源需求和鋰資源缺乏之間的矛盾。其中，室溫可充電鈉離子電池被認為是有望在某些應用領域可以替代鋰離子電池的下一代儲能技術。

表 鈉與鋰元素的基本參數(shù)對比

在過去的三十多年里，隨著鋰離子電池材料及技術的不斷革新和迅速發(fā)展，鋰離子電池所創(chuàng)造的可充電的世界，已經(jīng)徹底改變了人類的生活方式。從智能手機、筆記本電腦到新能源汽車、可再生能源的規(guī)模儲能，鋰離子電池無不在發(fā)揮其巨大的作用。經(jīng)過近些年的快速發(fā)展，我國業(yè)已成為鋰離子電池的生產(chǎn)大國和市場大國，在全球鋰離子電池供應鏈方面已具有明顯優(yōu)勢，然而我國鋰的儲量在全球僅排第六，且提取難度大，70%的鋰依賴進口。在新能源汽車迅猛發(fā)展和新一輪能源變革中，鋰離子電池在全球特別是在我國的裝機規(guī)模不斷增加，越來越面臨著資源、成本、性能和安全等多重挑戰(zhàn)。在能源革命的瞬息萬變中，鈉離子電池因其豐富的資源、較低的成本、優(yōu)異的低溫和快充等性能，在眾多新型儲能技術中脫穎而出，被認為是鋰離子電池在部分應用場景的有效補充。2022～2024 年，我國的鈉離子電池已經(jīng)形成了初步的產(chǎn)業(yè)鏈，預計在2025～2026年將開啟規(guī)模化應用的序幕。

▲ 鈉離子電池工作原理示意圖

目前，鈉離子電池整體仍處于從研發(fā)向產(chǎn)業(yè)化過渡及產(chǎn)業(yè)鏈逐漸形成的階段，電池材料的技術路線還不是特別明確。總體而言，鈉離子電池的性能與鋰離子電池相比尚有差距，材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的關系也未完全闡明。在鈉離子電池邁向產(chǎn)業(yè)化的關鍵階段，鈉離子電池及其材料領域的科研人員、產(chǎn)業(yè)化技術人員及從事這一領域?qū)W習和研究的碩士和博士研究生們，都希望對鈉離子電池材料及技術的基本原理、材料結(jié)構(gòu)與性能之間的構(gòu)效關系有很好的掌握和理解。華中科技大學黃云輝教授團隊新著《鈉離子電池關鍵材料及技術》的編寫過程正值鈉離子電池的發(fā)展處于一個嶄新時期，市場對新興儲能技術的需求促使新的電極材料與電解液體系層出不窮，新的電化學機理不斷被揭示，鈉離子電池技術在不斷地拓展和進一步發(fā)展。

鈉離子電池關鍵材料及技術

黃云輝, 方淳編著

北京 : 科學出版社, 2025.5

ISBN 978-7-03-075130-0

《鈉離子電池關鍵材料及技術》結(jié)合了筆者團隊多年來在高性能、低成本、長壽命鈉離子電池關鍵材料的設計與制備、儲鈉機理、界面改性及器件失效機理等方面的研究成果，對鈉離子電池的概念、原理、技術及進展進行了全面的梳理，凝聚了國內(nèi)外鈉離子電池研究者也包括本書筆者團隊在鈉離子電池關鍵材料及技術領域多年的研究成果，反映出鈉離子電池作為一個新興的儲能電池技術，從嶄露頭角到逐漸成熟的發(fā)展過程。

鈉離子電池涉及材料、化學、物理等多個交叉學科的理論與技術，是基礎研究與應用技術的結(jié)合。本書主要側(cè)重鈉離子電池的基礎理論，揭示材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關系，提出了創(chuàng)新性的研究視角；同時，還兼顧了鈉離子電池的實踐與應用技術，分析未來鈉離子電池的挑戰(zhàn)，提出了一些可能的解決方案，具有較強的理論指導意義和實踐價值。

在本書的編寫過程中，除編著者外，黃洋洋、陳孔耀、李煜宇、諶偉民、高忠輝、趙瑞瑞、程方圓、鄭雪瑩和黃瑛等博士做了大量的文獻收集、數(shù)據(jù)整理和部分編寫工作。在此，對他們表示感謝！此外，特別要感謝科學出版社的相關編輯在本書的編寫過程中所給予的幫助和支持！

本文摘編自《鈉離子電池關鍵材料及技術》 （黃云輝, 方淳編著. 北京 : 科學出版社, 2025.5）一書“前言”，有刪減修改，標題為編者所加。

本書基于作者多年在高性能、低成本、長壽命鈉離子電池關鍵材料的設計與制備、儲鈉機理、界面改性及失效機理等方面的研究成果，系統(tǒng)介紹了鈉離子電池的工作原理及特點、鈉離子電池正極材料、鈉離子電池負極材料、電解質(zhì)(液)、固態(tài)鈉離子電池、水系鈉離子電池材料及技術，全面闡述了鈉離子電池的基礎科學問題、關鍵材料及關鍵技術研究的最新進展，對鈉離子電池未來的發(fā)展和挑戰(zhàn)提供了可能的建議和解決方案，描述了鈉離子電池作為一個新興的儲能技術，從嶄露頭角到逐漸成熟的發(fā)展過程。

本書可作為高等院校新能源材料與器件、能源化學、新能源科學與工程、儲能科學與工程等相關專業(yè)的本科生、研究生教學用書，也可作為從事鈉離子電池領域研究、生產(chǎn)應用的工程技術研究人員的一部極具參考價值的工具書。