近年来，钠离子电池已成为主流锂离子技术的主要竞争对手，而锂离子技术一直面临供应短缺和主要矿物价格波动的问题。钠离子电池通常被认为是一种更便宜的替代品，这主要归功于丰富的钠资源以及较低的提取和净化成本，但一项新研究发现，钠离子电池需要一系列技术进步和有利的市场条件才能在价格上接近现有的锂离子电池。

斯坦福大学的一组研究人员评估了 6,000 多种情景下钠离子电池的技术经济竞争力，同时改变了技术发展路线图、供应链情景、市场渗透率和学习率。结果，他们确定了几种可能在 2030 年代与低成本锂离子电池实现成本竞争力的钠离子电池途径。

提高竞争力最有效的方法之一是提高钠离子的能量密度，以降低材料强度。目前，密度较低的钠离子电池每单位储能成本仍然较高，这可能会限制其广泛应用。

上海油压工作室最重要的是在不使用关键矿物的情况下提高能量密度。研究人员建议，具体来说，开发人员应该以磷酸铁锂为目标，同时远离镍。目前，大多数领先的钠离子设计都依赖于相对昂贵的金属。

上海油压工作室阴极是锂离子电池的主要成本驱动因素，而阳极则是钠离子电池中最昂贵的组件。因此，斯坦福大学的研究人员认为，提高硬碳阳极的比容量是另一个关键的设计方向。用合金阳极(如锡)代替硬碳是可能的方法之一。另一种设计方向是完全放弃阳极材料，选择无阳极电池配置。

研究人员还表明，时间表对关键矿物供应链(即锂、石墨和镍)的变动高度敏感。例如，如果锂价格继续保持在目前的历史低位附近，那么钠离子在未来十年内获得价格优势的技术路线将更加狭窄。

总之，他们观察到，工程技术进步对价格的影响比通过边学边做和扩大生产来降低材料价格的有限空间更大。然而，所有模型结果都表明，短期内要想在与低成本锂离子变体的竞争中占据价格优势是一项挑战。

《自然能源》杂志发表的一项题为《批判性评估钠离子技术路线图和与锂离子电池的技术经济竞争情景》的研究得出结论：钠离子值得进行大量的研究、开发和商业化关注。

“我们谨慎对待有关锂离子电池(尤其是磷酸铁锂电池)在短期或短期内(2030 年之前)具有价格优势的假设和承诺，但我们认为，在供应链不稳定的情况下，锂离子电池作为一种可行可扩展的锂离子电池替代品，在能源转型中发挥着关键作用。因此，我们认为，投资钠离子电池开发路线图以保持与锂离子电池的竞争优势是明智之举。同样，鉴于锂离子电池对供应冲击的敏感性，不应放弃对锂离子电池供应链安全的投资，”该研究指出。

这项研究是斯坦福大学杜尔可持续发展学院普雷科特 能源研究所 和 斯坦福直线加速器中心新合作开展的首项研究 。新项目 STEER评估了新兴能源技术的技术和经济潜力，并为能源转型“建设什么、在哪里创新以及如何投资”提供建议。