CATL钠离子电池是一种以钠离子为电荷载体的电池。它是一种二次电池，与锂离子电池一样，是目前最好的充电电池。两者均通过电极之间负载的金属离子可逆嵌入和去除，实现化学能和电能的转换。钠和锂的化学性质相似，可以重复利用锂离子电池的部分生产技术和系统。宁德时代钠离子电池不仅用于提高能量密度、布局供应链，还应用于电动两轮车、电动汽车和储能三大场景以及低温大功率场景。本文将主要讨论宁德时代钠离子电池的化学创新和结构创新。
1、CATL钠离子电池和锂离子电池产能兼容：钠和锂在元素周期表上位于碱金属族附近，原子最外层只有一个电子，化学性质非常相似。以离子为载体的电池也有类似的原理和结构。锂离子电池的大部分生产系统均可在宁德时代钠离子电池上重复利用，产能可部分兼容。

2、宁德时代钠离子电池单体能量密度与磷酸铁锂电池能量密度重叠：Catl钠离子电池的理论成本优势突出。按照同等容量软包电池瓦时成本换算，钠离子电池BOM理论成本比锂离子电池低30%左右。

3、CATL钠离子电池的安全性和性能不亚于铁锂，得益于：
●能量密度和放热焓较低。
●不易释放氧气，无易燃风险。
●短时间瞬时电流和温升较小。

4、目前，宁德时代钠离子电池不存在过充、过放、短路、针刺、挤压等引起的火灾和爆炸事故。在低温下，由于：
●钠离子溶剂化能较低，界面离子扩散能力更好。
●普鲁士蓝等特殊正极材料的开放式三维骨架带来的大孔径传输通道。
●目前微纳结构和碳涂层大幅提升电子电导率和放电功率。

5、CATL钠离子电池走PBA衍生路线

1）与海钠电池的Li掺杂过渡金属O3型Nax氧化物不同，CATL钠离子电池遵循PBA衍生路线。两者都具有高克容量和电压平台的优势，即能量密度高。不同之处在于PBA由于其特殊的晶体结构而具有高动态优势。
2）面心立方体的开放框架结构和三维巨大通道非常有利于钠离子的快速迁移，并且在一定量的脱墨后能够可逆地保持结构稳定性。当然，由于制备工艺不同，钠含量和结晶水含量也不同，因此最终的晶体会扭曲，形成单晶或菱面体体系。
（1）2015年，美国几个尖端实验室与JB Goodenough密切合作，开发出一种名为普鲁士白的钠离子电池正极材料：Na1.92Fe，它实际上是钠普鲁士蓝的特定成分。由于钠含量高达1.92，粉末呈白色，故称普鲁士白。
（2）2018年，一家名为Novasis Energies的公司推出了一种基于NaxMnFe（CN）的软包装钠离子电池，在充放电过程中存在多对可逆氧化还原反应。

6、然而这种材料也存在相当致命的缺陷，这也是原因为什么长期没有商业化使用：首先，晶体中过多的结晶水会占据钠离子位点，堵塞相邻钠离子的迁移通道，同时也会游离到电解液中，与其发生副反应，造成电解液消耗，负极SEI不稳定膜，并增加阻抗。其次，晶体中过多的空位不仅会阻碍电子的迁移，还会引起晶格畸变，破坏Ma C｜N Mb桥键，从而导致PBA三维骨架结构的塌陷，电池性能下降。

7、CATL钠离子电池已设计和改进、CATL钠离子电池从材料和电极工艺层面进行了创新设计和改进。

1）材质等级
（1）在合成普鲁士白材料的过程中，CATL研究团队利用交换反应，添加一种或多种中性配体L来部分或完全取代结晶水，从而减少甚至去除粉体层面结晶水的含量，及其水份。经验证，吸收最多可减少60%。
（2）宁德时代钠离子电池研究团队将羧甲基纤维素钠引入到普鲁士白料的制备中，调节母液的粘度和沉淀速率，形成合适粒径和比表面积的颗粒，获得相对优化的倍率和循环性能。同时宁德时代钠离子电池对颗粒尺寸和孔隙率做了最合适的设计，保证了循环稳定性。