全鐵液流電池，充放電超過6000次，容量零衰減。鈉離子電池，能量密度達(dá)到175Wh/kg，已進(jìn)入量產(chǎn)。這兩項(xiàng)幾乎同步浮出水面的技術(shù)突破，都來自中國，都直指同一個(gè)目標(biāo)：動搖鋰離子電池長達(dá)三十年的統(tǒng)治地位。

鋰離子電池今天的問題，不是它不夠好，而是它太貴、太脆弱、太依賴一條充滿風(fēng)險(xiǎn)的供應(yīng)鏈。全球約三分之一的鋰來自阿根廷和智利的高原鹽沼，開采過程需要抽取大量地下水，當(dāng)?shù)乇揪透珊档纳鷳B(tài)系統(tǒng)因此承壓。電池陰極材料鈷的情況更糟，全球約70%的鈷產(chǎn)自剛果民主共和國，與之伴隨的是童工問題和危險(xiǎn)的采礦環(huán)境。每一塊鋰離子電池背后，都掛著這樣一段不太體面的產(chǎn)業(yè)鏈。

中國科學(xué)院金屬研究所的團(tuán)隊(duì)，選擇從最樸素的材料入手來解決這個(gè)問題。

鐵是地球上儲量最豐富的金屬元素之一，價(jià)格約為鋰的八十分之一。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的堿性全鐵液流電池，正負(fù)極電解液均采用鐵的配合物，使用水基電解液，從根本上規(guī)避了熱失控和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。更關(guān)鍵的是，這款電池在實(shí)驗(yàn)室條件下完成了超過6000次充放電循環(huán)后，容量沒有出現(xiàn)可測量的衰減，折算成實(shí)際使用壽命約為16年。相關(guān)成果已發(fā)表于材料領(lǐng)域權(quán)威期刊《先進(jìn)能源材料》。

6000次循環(huán)的數(shù)字是什么概念？主流鋰離子儲能電池的設(shè)計(jì)壽命通常在3000至4000次循環(huán)，全鐵液流電池的耐久性幾乎是它的兩倍。

液流電池的工作方式與鋰離子電池有本質(zhì)差異。它的能量不是存儲在固體電極中，而是溶解在儲罐里的液態(tài)電解質(zhì)中，通過泵送流經(jīng)電池堆來完成充放電。這意味著想要提高容量，只需建造更大的儲罐，擴(kuò)建成本遠(yuǎn)低于堆疊固態(tài)電池組。這種特性讓液流電池對風(fēng)電場和光伏電站格外有吸引力，因?yàn)檫@些場景需要的正是大規(guī)模、長時(shí)段、可靈活擴(kuò)展的儲能。

不過，研究團(tuán)隊(duì)也坦承，此前全鐵液流電池一直被幾個(gè)技術(shù)難題困住：活性物質(zhì)會穿過隔膜發(fā)生"交叉污染"，導(dǎo)致性能逐漸劣化，可逆性也不夠穩(wěn)定。這次的突破，在于從分子層面重新設(shè)計(jì)了負(fù)極電解液配方，從根源上壓制了這些問題。目前積極的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果已經(jīng)出爐，但大規(guī)模工程驗(yàn)證和試點(diǎn)項(xiàng)目尚未啟動，距離商業(yè)部署還有距離。

如果說全鐵液流電池還需要時(shí)間走完工程化路徑，鈉離子電池的商業(yè)化腳步已經(jīng)快得多了。

2025年4月，全球最大的電池制造商寧德時(shí)代正式發(fā)布鈉離子電池品牌Naxtra，并宣布與長安汽車聯(lián)合推出全球首款量產(chǎn)鈉離子乘用車電池包，能量密度達(dá)到175Wh/kg，創(chuàng)下鈉離子電池量產(chǎn)能量密度的全球最高紀(jì)錄，已與主流磷酸鐵鋰電池相當(dāng)。寧德時(shí)代同步宣布在福建投資約合73.5億元人民幣，新增40GWh鈉離子電池產(chǎn)能，規(guī)模之大在全球鈉離子賽道前所未有。

鈉的儲量是鋰的數(shù)百倍，且在全球分布極為均勻，理論上不存在資源集中于少數(shù)幾個(gè)國家的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。鈉離子電池還有一個(gè)被低估的優(yōu)勢：在極低溫環(huán)境下，其充放電性能優(yōu)于鋰離子電池，這對中國北方市場和高寒地區(qū)的用戶尤為重要。

當(dāng)然，鈉離子電池目前仍有明顯短板，在相同體積和重量下，其儲能密度低于鋰離子電池，這是鈉原子質(zhì)量更大這一物理事實(shí)決定的，短期內(nèi)難以從根本上突破。這意味著它在對重量和體積極度敏感的場景，比如航空和高端乘用車，仍然面臨挑戰(zhàn)。但對于兩輪電動車、商用重卡、以及固定式儲能這些對體積密度要求相對寬松的場景，鈉離子電池的性價(jià)比優(yōu)勢已經(jīng)足夠顯著。

電動車企業(yè)雅迪已于2025年將鈉離子電池引入旗下電動兩輪和三輪車產(chǎn)品線，并同步建立了電池更換站網(wǎng)絡(luò)，售價(jià)低至400美元的電動滑板車也搭載了這項(xiàng)技術(shù)，把鈉離子電池的落地場景從實(shí)驗(yàn)室直接拉進(jìn)了街頭。

這兩條技術(shù)路線解決的是同一個(gè)問題：如何讓儲能擺脫對稀缺資源的依賴，變得真正可持續(xù)、真正廉價(jià)。鐵和鈉，一個(gè)藏在地殼里無處不在，一個(gè)溶解在海水里取之不盡，它們或許正是下一代能源體系真正需要的基礎(chǔ)材料。