一根针笔直扎进电芯，没有冒烟、没有起火、没有爆炸。做出这一幕的，不是喊了多年的固态电池，而是中科院物理所胡勇胜团队手里的一块钠离子电池。
电芯里装的还是液态电解质，温度一旦越过150°C，就能自己凝结成一道固体屏障。绝对安全，本来是固态电池最响亮的招牌。
可到了2026年，国内装车的动力电池里磷酸铁锂仍稳守约八成份额，全固态离规模化上车还有几年光景。人们等得越久，期待压得越重：续航破千、绝对安全、充电又快，一块电池解决所有烦恼。
可真正走进4S店的是什么？装车榜上磷酸铁锂纹丝不动，往前挪了半步的只有半固态——固液混合的过渡方案已经进了智己L6、蔚来ET9这些车型，能量密度在350到400Wh/kg之间。
硬坎很具体。液态电解质像水，能渗进电极的每一条缝；换成固体，就成了硬面贴硬面，充放电中材料一胀一缩，缝隙冒出，锂离子过不去，电池就衰。
欧阳明高院士点出三大瓶颈：固-固界面稳定性、锂枝晶安全性、硫化物电解质的空气稳定性。宁德时代董事长曾毓群用1到9级评估成熟度，眼下行业全固态的最高水平只走到4级。
按行业测算，全固态成本是液态锂电池的3到5倍。欧阳明高因此把时间表订得很冷静：2027年装车验证，2030年量产，形成规模还得5到10年。
就在这张时间表被反复讨论时，中科院的实验室里连出几张硬牌。4月23日，电工所马衍伟、王凯团队公布黑磷快充电池突破，论文刊于《自然·通讯》。
黑磷理论储锂容量约是石墨的7倍，但导电性差、充放电体积膨胀近300%，长期停留在论文里。团队在黑磷晶体中精确搭入磷-氮化学键，像预埋一个微观开关，激活惰性的磷-磷键，让锂离子跑得更快，再让氮原子把膨胀锚住。
原型软包电池能量密度282Wh/kg，10分钟能充入理论容量的80%，循环数千次仍稳定。安全这一块，4月6日胡勇胜团队在《自然·能源》发表成果，全球首次在安时级钠离子电池里实现无热失控，靠的就是自研的可聚合不燃电解质PNE。
阻燃不等于绝对安全，哪怕用上阻燃型磷酸酯电解质，电池仍可能严重热失控。PNE温度越过150°C就自己凝成致密屏障，直接切断传播路径，工作区间覆盖零下40℃到60℃，材料都是成熟的工业化料，后续将用进中科海钠的产品。
啃固-固界面的硬骨头的，也是中科院。2025年10月，物理所黄学杰团队联合华中科技大学、宁波材料所在《自然-可持续发展》发表成果，针对硫化物全固态锂电池的界面接触难题。
过去让界面贴牢，得施加超过5MPa的外部压力。团队在硫化物电解质中引入碘离子，电池工作时碘离子被电场带到界面，形成富碘界面层把锂离子吸过来，自动填满缝隙。
团队判断，未来可做出能量密度超过500Wh/kg的电池。黄学杰的态度仍然冷静：接下来的难题在工艺和装备，量产还需3到5年。
把牌摊开看，中科院从没把筹码押在一个格子上。中国锂资源对外依存度超过70%，命脉不能攥在他人手里，钠的储量丰富、黑磷来自磷、固态也在往前走，几条路同时铺开才有底气。
2026年的看点正是几条路的时间表一起兑现：全固态方向，宁德时代中试线已建成，比亚迪计划2027年批量示范装车、2030年后大规模商业化；7月1日，《电动汽车用固态电池》国家标准正式实施。
钠电这边，4月宁德时代拿下全球最大钠离子电池订单；8月12日，中科海钠与一汽解放联合研发的钠离子电池换电牵引车登上工信部第410批公告。快充方向，宁德时代第三代神行超充电池4月21日发布，常温下10%到98%只需6分27秒。
格局就此分层：高端车等全固态，大众车用磷酸铁锂，储能和商用车先上钠电，补能焦虑交给超充和快充新材料。谁也吃不下全部，谁也缺不了。
所谓固态电池神话破灭，破的是"等它一来万事全解"的幻觉，固态本身仍在往前拱，只是从唯一解变成了重要选项之一。
把目光从锂的赛道挪到钠这边，故事同样热闹。钠离子电池作为下一代电池备受关注，能显著减少对稀有金属的依赖，几乎不需要任何稀有金属，受股市波动的影响也较小。
《麻省理工科技评论》将其列入将改变世界的突破性技术清单，与生成式人工智能、下一代核电站等技术并列。东京理科大学的驹场真一教授是钠离子电池领域的权威专家，他于2005年在东京理科大学与学生们一起开始了钠离子电池的研究，至今已有20年。
当年着手研究时，锂离子电池已经在手机等产品中使用，轻便是最重要的考虑因素，而钠元素比锂元素更重更大，大家都认为电池本身会变得更大，这样做效果不会好。此外，钠是一种常见元素，不像稀有金属锂那样稀有，在任何地方都很容易获得。
事实上，早在第一批真正的电池被制造出来之前，就已经有论文提到使用钠，但都表明钠电池根本无法正常工作。因此，当驹场2005年开始从事这项工作时，甚至有人告诉他这是毫无意义的，或者说它永远不会成功。
7月9日，驹场宣布将与包括GS Yuasa和早稻田大学在内的12个国内机构一起，开始以钠离子电池的实际应用为目标进行开发。他研究这个问题已经有20年，在日本实际应用越来越近，希望为此做出贡献，哪怕只是微不足道的一点。
他一直在与企业和大学研究人员合作推进这些提案，到目前为止主要专注于基础研究，但真的很希望看到这些提案得到实施。现在人们发现钠具有锂无法实现的独特特性，当然锂也有其自身的优点。
这并不是要取代所有东西，而是因为钠具有良好的输入/输出特性，在低温下也能保持良好的性能，而且几乎不需要稀有金属，随着电池用途的不断扩展，它作为一种新的选择正引起人们的关注。
目前，NEDO设定了两个目标：一是优先考虑寿命而非性能的固定式或通勤式电池；二是用于延长电动汽车续航里程的高能量密度电池。驹场的钠离子电池项目主要集中在固定式电池上。
钠离子电池最薄弱的环节是能量密度，其优势在于输入/输出——即快速充电和放电——而且即使在低温下也不会性能下降。日本的电池产业正处于长期衰退之中。
镍氢电池和锂离子电池都是在日本起步的，日本曾一度占据全球市场的重要份额，在技术领域领先。但随着三星等公司推出智能手机和移动设备，情况发生了变化。
廉价电池涌入市场，挤压了日本用于基础研究的资金。随后，在疫情期间，中国在电动汽车和电池技术领域迅速发展，进一步拉低了日本的排名。
然而，日本学术界仍在进行大量前沿研究。关于日本落后的原因，日本制造的产品——不仅仅是电池——价格昂贵。
随着电池技术的成熟，中国制造的电池价格已经远远低于日本制造的电池。然而就技术和研发而言，根据驹场在大学进行研究和参加国际会议的经验，他认为日本还没有失去其研发实力。
钠离子电池被称为下一代电池之一，但在日本，"下一代"实际上等同于全固态电池——意味着作为正负极之间离子通道的电解质被固体材料取代；而目前的锂电池使用的是有机液体电解质，其本质上是易燃油，因此很危险。
通过使其成为固体，安全性得到了提高，这就是为什么它被称为"梦幻电池"。正因如此，日本的关注点几乎完全集中在全固态电池上，而钠离子电池则被忽视了。
全固态电池非常出色，也很有趣。然而，"全固态"这个名称通常是以锂离子电池为前提使用的，但实际上也有钠离子电池；有一种观点认为，钠在制成全固态时可能比锂更有优势，驹场也是这么认为的人之一。
虽然全固态电池很好，但如果在此之前有液态锂离子电池或钠离子电池，那么全固态电池就是下一步的发展方向。这些不同的技术不会相互竞争，而是会各自沿着自己的道路发展。
至于谁胜谁负，将取决于当时的国际形势，以及公司在商业化过程中如何瞄准市场。锂离子电池之所以被称为锂离子电池，是因为锂离子在正负极之间来回移动；钠离子电池之所以被称为钠离子电池，是因为钠离子在正负极之间来回移动。
由于全固态电池是指电池内部通道中的液体变成固体的电池，这意味着钠全固态电池也是可能的。在固体内部移动离子实际上比想象中要困难得多。
钠的原子实际上比锂的原子大，要穿过较大的缝隙，就必须让这些缝隙保持开放，由于锂离子体积较小，因此更容易被阴离子吸引，限制其运动的约束力更大。所以对于钠和钾来说，只要创造空间，它们就能从-4键中解脱出来，因此移动得更快。
除了原子质量决定的重量之外，如果考虑离子迁移率，钠的重量大于锂，钾的重量大于钠。元素周期表上位置越靠下的那些较重的元素，重量并不像大小那么重要，正负离子排列的方式才是关键。
随着钠离子电池获得政府资助，国家在电池补贴方面的策略似乎已经从过度关注锂离子电池转向了其他领域。电池现在被广泛应用于各个领域，这已经成为一个关乎经济安全的问题。
在未来五年甚至十年内，随着中国钠离子电池的出现，而日本仍然只有基础研究而没有产业支持，NEDO项目启动的目的是为了确保日本不会从零开始，提供补贴以至少保持进展。目前钠离子电池的组件100%都是中国制造。
钠离子电池的潜力首先是由日本，或者更确切地说是由驹场教授在世界上发现的；但在商业化方面，中国已经抢占了先机。
与其说日本输了，驹场更高兴的是这项研究——他于2005年在东京理科大学与学生们一起开始了这项研究，当时钠离子电池根本没有受到任何关注——最终为社会做出了贡献。他听过各种各样的说法——比如钠毫无用处，或者无法与锂竞争——但事实并非如此。
各种电池的优劣不能用单一指标来衡量。通过利用钠的公认优势来弥补锂的不足，已经出现了新的应用。
至于日本是赢是输，来自韩国和中国的廉价电池正在涌入市场，如何在商业竞争中获得市场份额是另一个涉及国家政策的问题。对于这个钠离子电池项目，最初的目标是专注于固定式储能。
锂电池显然是竞争对手，目前发展最快的锂电池类型是磷酸铁锂（LFP）电池，它虽然重，但安全性很高。这些电池特性与钠离子电池有很多重叠之处。
磷酸铁锂电池起源于中国，但实际上日本在研发方面处于领先地位。索尼和东京工业大学的一个研究小组发表了许多论文，而当时中国几乎没有对磷酸铁锂进行研发。
但由于在日本商业化生产时电压会下降，当能量密度成为问题时，磷酸铁锂电池的发展停滞了，但后来它在中国出现了。尽管钠离子电池最初也是在日本开发的，而且曾被认为不值得实际应用，但最终它却在中国问世。
关于磷酸铁锂电池与钠的比较，它们的能量密度可能可以达到接近相同的水平。虽然磷酸铁锂电池目前的寿命可能更长，但钠离子电池经过改进后也能达到同样的水平。
钠电池在高温和低温下的电池性能以及输入/输出功率方面也具有一些优势。一旦材料开发完成，就像锂正极、钴正极、NMC、富镍正极，以及后来的LFP一样，钠离子电池也有层状氧化物。
还有一种叫做NFPP（磷酸铁钠）的物质，它与LFP类似。还有一种叫做普鲁士蓝的物质，它是一种铁络合物，专门针对钠的元素特性而设计。
随着这些材料的出现，可用于与锂离子电池竞争的材料选择将会增加，并可根据每种应用进行定制。就像锂离子电池在未来10年、20年或30年里不断发展一样，钠离子电池也将从现在开始不断发展。
它们是否会击败磷酸铁锂电池，目前还不能百分之百肯定，但随着应用范围的扩大，人们会开始根据不同的使用场景选择哪种电池更好。电池的定义取决于阴极使用的材料、电解液使用的材料以及阳极使用的材料。
在这个项目中，阳极采用硬碳，它是一种非晶态碳材料。钠可以很好地填补这些空隙，而且由于已经发现了容量相当大的碳，下一阶段就是大规模生产。
对于阴极侧，使用镍锰合金（通常缩写为NFM），正在研究一些开发要素，例如使用少量添加剂来改善其性能、延长其使用寿命，并防止即使在高电压下性能下降。此外，为了更具前瞻性，还在研究含铁和钠的硫酸盐。
预计这些体系在安全性方面会更胜一筹。对于电解液，基本上可以使用与锂离子电池中相同的碳酸酯基电解液。
基本结构相同，计划进行开发，以优化其对钠的利用。在向世界推广下一代电池的过程中，关键在于能多大程度上利用与现有锂离子电池的共性，尤其是在成本方面。
全固态电池的兼容性不太好，这意味着需要建造专门的工厂，常被认为会影响成本。而钠离子电池方面，生产设备几乎可以完全共享，可以利用现有的液态锂离子电池生产线生产钠离子电池，几乎无需任何资本投入。
如果建立了一种全固态锂电池的生产方法，那么这种方法也可以用于全固态钠离子电池。甚至可以利用现有的锂离子电池工厂来生产钠电池。
具体来看，必须用钠代替锂，并改变材料，但集流体——电池的结构——保持不变。将金属箔涂上粘合剂和活性材料，晾干，然后添加隔膜，将其浸泡在溶解有离子的有机电解液中，然后将其卷绕或堆叠。
这种结构与锂离子电池完全相同。不同之处在于，由于不使用锂，材料发生了变化，因此生产过程中的烧结工艺和成分等都发生了变化。
硬碳也有其独特的合成方法，因为需要针对钠进行优化，所以其合成和生产方法与目前的方法有所不同。在组装部分，也就是将它们组装成最终电池形状的地方，这部分和锂离子电池基本相同。
关于负极部分，钠离子电池与锂离子电池明显不同。虽然两者都使用碳基层状结构，离子可以在层间移动，但锂离子电池使用的是石墨，石墨的结构相对有序，离子可以自由进出。
另一方面，钠离子电池使用硬碳，其结构相当无序。钠离子更喜欢那种杂乱的结构，然而它无法融入石墨那种高度结晶、有序的结构中，不管怎么弄都装不上。
这不仅仅关乎大小——大还是小——而是关乎离子与原子结构的匹配程度。实际上，锂和钾都可以进入其中。
钾元素很自然地就融入其中，就像锂离子电池一样。但钠离子（性质介于两者之间）是唯一无法进入其中的元素，有时被称为"神奇数字"问题。
只有钠不会变成石墨。有人正在努力研究这究竟是为什么。随着材料发生变化，从资源限制和供应链的角度来看也有利弊。
硬碳的优点是可以在充放电过程中实现高容量的钠离子移动，但缺点是必须在高温下燃烧有机物，这会消耗大量电力。另一方面，最便宜的石墨是天然石墨，它是从地下开采出来的，而中国拥有大部分此类资源。
所以如果中国因为知道石墨是电池必需品而决定限制出口，那么即使日本拥有世界上所有的技术，在石墨方面仍然会受制于中国。
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