2025 年 10 月底，钠硫电池的绝对垄断者——日本 NGK（日本碍子） 发布官方公告：决定停止生产和销售 NAS（钠硫）电池。
退出原因： 尽管 NGK 拥有超过 5GWh 的全球装机量，但在 2026 年的市场环境下，由于材料成本飙升、热管理系统维护昂贵，以及在储能领域被锂电池和“钠离子电池”剧烈蚕食，公司认为该业务已无法维持盈利。
现状： NGK 目前仅处理现有订单的交付，不再接受新订单。这意味着传统的高温钠硫电池路线在商业上已经陷入停滞。
钠硫电池虽然理论能量密度极高，但面临着致命的“技术枷锁”：
高温限制： 必须在 300°C 以上运行，能量损耗大，热管理系统让成本难以下降。
安全性挑战： 液态钠和液态硫一旦发生陶瓷管破裂，反应极其剧烈。
技术转型期： 目前科研界（如上海交大、悉尼大学等）正在主攻的室温钠硫电池仍处于实验室到中试的过渡阶段，距离 GW 级量产至少还有 3-5 年 的距离。
进入 2026 年，钠硫电池（NaS）的研究和产业化正处于一个关键的“分水岭”。虽然它在大规模储能领域已经有几十年的应用历史，但最新的进展正集中在室温化、无负极体系以及商业模式的重新定义上。
以下是钠硫电池最新进展的详细梳理：
传统钠硫电池由于采用固态陶瓷电解质，必须在 300°C - 350°C 的高温下运行，这带来了维护成本高和安全风险（钠硫反应剧烈）。
室温钠硫电池（RT-NaS）： 这是目前科研界的“皇冠”。2025-2026 年间，上海交通大学和复旦大学团队在《Nature》上发表了重大突破，首创了高电压、无负极的钠硫电池体系。
关键改进： 通过新型电解液设计，将电池从传统的“还原路径”改为“氧化路径”，不仅解决了能量密度低的问题，还极大地提升了安全性。
生物材料应用： 科学家甚至尝试利用薰衣草油（芳樟醇）等材料构建纳米笼来锁定硫，减少“穿梭效应”，使电池寿命大幅延长。
与目前火热的钠离子电池（如宁德时代量产的型号）不同，钠硫电池更侧重于长时间、大容量的电网级储能。
日本 NGK 依然是全球唯一的成熟钠硫电池供应商，在全球拥有超过 4GW·h 的装机容量。其产品在极端环境下（如中东沙漠、极寒地区）表现出极强的稳定性。中国力量： 中国正利用其在钠离子电池产业链上的优势，反哺钠硫电池研发。目前，中国正致力于通过全固态技术和复合电解质攻克钠硫电池的安全性难题，试图打破 NGK 的技术垄断。量产节点： 预计到 2026 年底，部分室温钠硫电池的小规模示范项目将在中国和欧洲上线。
钠和硫的资源极其丰富且廉价，理论能量密度是锂电池的数倍，且完全充放电不会损坏电池（100% 放电深度）。劣势： 传统体系下的热管理系统非常复杂。若要真正大规模普及，必须依赖“固态化”或“室温化”技术的进一步降本。
钠硫电池正在从“昂贵的高温大型设备”向“更安全、更廉价的常温储能终端”演变。如果你关注的是长时储能（4小时以上），钠硫电池是除抽水蓄能和全钒液流电池外，最具潜力的商业化方案。
百度-
钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成，与一般二次电池（铅酸电池、镍镉电池等）不同，钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成，负极的活性物质为熔融金属钠，正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。
钠硫电池（NaS）作为一种新型化学电源，自问世以来已有了很大发展。钠硫电池体积小、容量大、寿命长、效率高，在电力储能中广泛应用于削峰填谷、应急电源、风力发电等储能方面。
钠硫电池工作原理
固体电解质兼隔膜由工作温度在300～350度。在工作温度下，钠离子（）透过电解质隔膜与S之间发生可逆反应，形成能量的释放和储存。
钠硫电池在放电过程是中，电子通过外电路由阳极（负极0到阴极(正极)，而则通过固体电解质与一结合形成多硫化钠产物，在充电时电极反应与放电相反。钠与硫之间的反应剧烈，因此两种反应物之间必须用固体电解质隔开，同时固体电解质又必须是钠离子导体。
目前所用电解质材料为，只有温度在300摄氏度以上时，才具有良的导电性 [2]。因此，为了保证钠硫电池的正常运行，钠硫电池的运行温度应保持在300～350摄氏度，这个运行温度使钠硫电池作为车载动力电池安全性降低，使电解质破损，从而造成安全性问题。
钠硫电池具有许多特色之处：一个是比能量（即电池单位质量或单位体积所具有的有效电能量）高。其理论比能量为760Wh/Kg，实际已大于150Wh/Kg，是铅酸电池的3-4倍。如日本东京电力公司（TEPCO）和NGK公司合作开发钠硫电池作为储能电池，其应用目标瞄准电站负荷调平（即起削峰平谷作用，将夜晚多余的电存储在电池里，到白天用电高峰时再从电池中释放出来）、UPS应急电源及瞬间补偿电源等，并于2002年开始进入商品化实施阶段，已建成世界上最大规模（8MW）的储能钠硫电池装置，截止2005年10月统计，年产钠硫电池电池量已超过100MW，同时开始向海外输出。
另一个是可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200-300mA/cm2，并瞬时间可放出其3倍的固有能量；再一个是充放电效率高。由于采用固体电解质，所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应，充放电电流效率几乎100%。当然，事物总是一分为二的，钠硫电池也有不足之处，其工作温度在300-350℃，所以，电池工作时需要一定的加热保温。但采用高性能的真空绝热保温技术，可有效地解决这一问题。
钠与硫就会通过化学反应，将电能储存起来，当电网需要更多电能时，它又会将化学能转化成电能，释放出去，钠硫电池的“蓄洪”性能非常优异，即使输入的电流突然超过额定功率5-10倍，它也能泰然承受，再以稳定的功率释放到电网中——这对于大型城市电网的平稳运行尤其有用。
太阳能、风能等新能源虽然洁净，但发电功率很不稳定。这会给整个电网带来不期而至的“洪峰”。储能电站会将这些“绿电”先照单全收，再根据电网需求输出。
钠硫电池是以Na-beta-氧化铝（AL2O3）为电解质和隔膜，并分别以金属钠和多硫化钠为负极和正极的二次电池。钠硫电池用于储能具有独到的优势，主要体现在原材料和制备成本低、能量和功率密度大、效率高、不受场地限制、维护方便等方面。
钠硫电池作为一种高能固体电解质二次电池最早发明于20世纪60年代中期，早期的研究主要针对电动汽车的应用目标，包括美国的福特、日本的YUASA、英国的BBC以及铁路实验室、德国的ABB、美国的Mink公司等先后组装了钠硫电池电动汽车，并进行了长期的路试 [3]。
但长期的研究发现，钠硫电池作为储能电池优势明显，而用作电动汽车或其他移动器具的电源时，不能显示其优越性，且早期的研究并没有完全解决钠硫电池的安全可靠性问题，因此钠硫电池在车用能源方面的应用最终被人们放弃。然而，由于其高的比功率和比能量、低的原材料成本、温度稳定性以及无自放电等方面的突出优势，使得钠硫电池成为目前最具市场活力和应用前景的储能电池。
钠硫电池的基本单元为单体电池，用于储能的单体电池最大容量已经达到650 Ah，功率120 W以上，将多个单体电池组合后形成模块，模块的功率通常为数十千瓦，可直接用于储能。根据电力输出的具体要求再将模块进行叠加就可形成不同功率大小的储能站。目前，商业化的钠硫电池的寿命可以达到使用10～15年以上。
钠硫电池结构示意图
大容量管式钠硫电池是以大规模静态储能为应用背景的。自1983年开始，日本NGK公司和东京电力公司合作开发这种电池，1992年实现了第一个钠硫电池示范储能电站的运行至今，其生产的管式钠硫电池循环寿命长，放电深度为10%时，可达42 000次，90%时，约4 500次，100%时，约2 500次。
目前NGK的钠硫电池已经成功地应用于城市电网的储能中，有200余座500 kW以上功率的钠硫电池储能电站，日本等国家投入商业化示范运行，电站的能量效率达到80%以上。
除较大规模在日本应用外，还已经推广到美国、加拿大、欧洲、西亚等国家和地区。储能站覆盖了商业、工业、电力、供水、学校、医院等各个部门。
此外，钠硫电池储能站还被应用于可再生能源发电的储能，对风力发电等的输出进行稳定。如在日本的八角岛，一座400 kW的钠硫电池储能系统与500 kW的风力发电系统配套，保证了风力发电输出的完全平稳，实现了与电网的安全对接。
目前正在运行的风电用最大功率的34 MW钠硫电池储能站及用于风电场的稳定输出中。钠硫电池有望使电价达到32美分/千瓦时，成为最经济最有前景的储能电池之一。
近5年来NGK在全球范围内已运行的项目概况
*资料来源：储能产业技术联盟专业委员会（CNESA）收集整理
可见，NGK的钠硫电池在以下几个方面已经广泛应用：
①削峰填谷。在用电低谷期间储存电能，在用电高峰期间释放电能满足需求。钠硫电池示范项目以这方面的应用为主；
②可再生能源并网。以钠硫电池配套风能、太阳能发电并网，可以在高功率发电的时候储能，在高功率用电的时候释能，提高电能质量；
③独立发电系统。用于边远地区、海岛的独立发电系统，通常和新能源发电相结合；
④工业应用。企业级用户在采用钠硫电池夜间充电、白天放电以节省电费的同时，还同时能够提供不间断电源和稳定企业电力质量的作用；
钠硫电池模块的示意图
⑤输配电领域。用于提供无功支持、缓解输电阻塞、延缓输配电设备扩容和变电站内的直流电源等，提高配电网的稳定性，进而增强大电网的可靠性和安全性。
2010年NGK公司钠硫电池的生产能力比2009年提高了50%，达到150 MW。2009年NGK公司分别与法国和阿联酋的公司签订了150 MW和300 MW的供货合同。仅在2009年，NGK公司的合同订单就达到600 MW，目前NGK公司的储能钠硫电池是唯一进入规模化商业应用的新能源储能技术，产品供不应求。
我国钠硫电池的研究以中国科学院上海硅酸盐研究所为代表，曾研制成功6 kW钠硫电池电动汽车。2006年8月开始，上海硅酸盐所和上海电力公司合作，联合开发储能应用的钠硫电池。2007年1月研制成功容量达到650 Ah的单体钠硫电池，并在2009年建成了具有年产2 MW单体电池生产能力的中试线，可以连续制备容量为650 Ah的单体电池。中试线涉及各种工艺和检测设备百余台套，其中有近2/3为自主研发，拥有多项自主知识产权，形成了有自己特色的钠硫电池关键材料和电池的评价技术。
目前电池的比能量达到150 Wh/kg，电池前200次循环的退化率为0.003%/次，这一数据与国外先进水平持平，目前的单体电池整体水平已接近NGK公司的水平。2011年10月，上海电气集团、上海电力公司和上海硅酸盐研究所正式成立“钠硫电池产业化公司”，建造钠硫电池生产线，预计2015年前钠硫电池的年产能达到50 MW，成为世界上第二大钠硫电池生产企业。
钠硫电池单电池的主要技术难点在于固体电解质beta-氧化铝陶瓷管的制备，目前在高质量陶瓷管的批量化自动化生产方面已经有很大进展，但其产量仍有限，成本仍较高。
单电池技术另一个重要难点在于电池组件的密封，目前国内外已开始研发与beta-或alfa-陶瓷热系数相适应的玻璃陶瓷材料作为密封材料，这也是降低单电池成本的一个新途径。由于硫和硫化物均具有强腐蚀性，低成本的抗腐蚀电极材料研发也是单电池技术的研究焦点之一，目前已成功开发出一些可用于集流电极的抗腐蚀沉积层，如在廉价衬底上沉积碳化物或陶瓷材料。
此外，改善钠硫电池电极与固体陶瓷电解质之间的界面极化也是提高电池电化学性能和安全性能的一个重要方面。
目前，钠硫电池较高的制造成本、运行长期可靠性、规模化成套技术是其大规模应用的主要瓶颈问题。因此，钠硫电池主要关键技术包括高质量陶瓷管技术、电池组件的密封技术、抗腐蚀电极材料技术和规模化成套技术等。
管式设计的钠硫电池虽然充分显示了其大容量和高比能量的特点，在多种场合获得了成功的应用，但与锂离子电池、超级电容器、液流电池等膜设计的电化学储能技术相比，它在功率特性上没有优势。
平板式设计有一些管式电池不具备的优点。首先，平板式设计允许更薄的阴极，对给定的电池体积，有更大的活性表面积，有利于电子和离子的传输；其次，相对管式电池使用的1～3 mm的电解质而言，平板式设计可使用更薄的电解质（小于1 mm）；另外，平板式设计使得单体电池组装电池堆的过程简化，有利于提高整个电池堆的效率。
NCK公司建造的34MW钠硫电池储能站
因此，平板式设计的电池可能获得较高的功率密度和能量密度。最近，美国西南太平洋国家实验室（PNNL）对中温Na-S电池进行了研究，并取得了较好的结果。但是，平板钠硫电池存在密封脆弱导致安全性能差等严重隐患，还有待进一步的研究和开发。
钠硫电池虽然在大规模储能方面成功应用近20年，但其较高的工作温度以及在高温下增加的安全隐患一直是人们关注的问题，近年来，人们在探索常温钠硫电池方面开展了一系列的研究工作。
大容量钠硫电池在规模化储能方面的成功应用以及钠与硫在资源上的优势，激发了人们对钠硫电池更多新技术开发的热情，钠硫电池储能技术的发展势头将在较长的时间内继续保持并不断取得新进展。
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参考资料
1温兆银.钠硫电池及其储能应用[J].上海节能,2007(02):7-10.
2林祖镶，上海硅酸盐研究所p．A1203陶瓷的研究简介[J]．功能材料，2004，35(1)：130．
3沈文忠．太阳能光伏技术与应用．上海．上海交通大学出版社．2013
来源：储能科学与技术
随着电动汽车与大规模储能需求的增长，开发高能量密度电池至关重要。室温钠硫电池因其高理论容量成为研究热点，但其实际应用面临严峻挑战：硫正极在反应中体积膨胀剧烈，易导致结构损坏；可溶的多硫化物中间体会引发“穿梭效应”，造成活性物质损失和容量衰减；此外，Na₂S正极材料本身电子导电性差、反应动力学缓慢，导致电池首次活化电压高、能量效率低下。因此，如何设计高性能的Na₂S正极材料，成为推动该技术发展的关键。
2025年12月8日，郭再萍院士、重庆大学张斌伟、安徽大学程宁燕、阿德莱德大学张仕林（澳大利亚）团队提出了一种原位碳热还原合成策略，成功制备出原子级钼（Mo）修饰的Na₂S/C复合材料作为正极。该材料中的钼以单原子和纳米团簇的形式高度分散。核心发现是，钼的引入能在合成过程中形成一种低温共晶相，从而将Na₂S的生成温度从782°C显著降低至722°C。得益于这一独特的结构，所制备的Mo-Na₂S/C正极表现出卓越的电化学性能：其首次活化电压低至1.89V，在0.1 A g⁻¹电流密度下初始容量高达1617 mAh g⁻¹，循环500次后仍能保持963 mAh g⁻¹的高容量。与硬碳负极匹配的全电池也展现出高容量和良好的循环稳定性。
以Na₂SO₄和葡萄糖为原料，通过碳热还原反应制备Na₂S/C复合材料；引入Mo前驱体后，原位XRD和TEM显示在450°C时出现Mo–Na₂S–Na₂SO₄–C低温共晶相，显著促进Na₂S的低温形成与结晶；HAADF-STEM和XAS证实Mo以单原子和团簇（约1.5 nm）形式均匀分散于Na₂S/C基体中，未形成MoS₂；XPS和EXAFS分析表明Mo处于高氧化态（Mo⁵⁺/Mo⁶⁺），并与氧、碳形成Mo–O–C键合结构。
Mo–Na₂S/C表现出最低1.89 V的首次活化电压，远低于其他对比材料（Co–、Ni–Na₂S/C和纯Na₂S/C）；在0.1 A g⁻¹下循环500次后容量保持率高达963 mAh g⁻¹，容量衰减率仅为0.08%/循环；并且在1 A g⁻¹高电流下仍能提供904 mAh g⁻¹的容量；
原位/非原位XRD与SEM 表明Mo促进Na₂S的均匀沉积与成核，抑制电极结构破坏；吸附实验与UV-vis光谱 显示Mo–Na₂S/C对多硫化物（Na₂S₆）具有最强的吸附能力，有效抑制穿梭效应。DFT计算证实Mo修饰显著缩小Na₂S的带隙，提升电子导电性。而且Mo增强对多硫化物的吸附能，促进其转化动力学；同时Mo降低从Na₂S到S₈转化过程的吉布斯自由能垒，使反应更易进行。
图1| a) Mo─Na
₂S/C原位加热XRD图谱的等高线图。b–i) 原位实验过程中拍摄的TEM图像。j) Mo─Na₂S/C的HAADF-STEM图像
图2| a) HAADF-STEM图像及对应的元素分布图。b,c) Mo─Na
₂S/C的HAADF-STEM图像。d) Mo─Na₂S/C、Co─Na₂S/C、Ni─Na₂S/C、Na₂S/C以及Kapton胶带的XRD结果。e) Mo─Na₂S/C的Mo 3d和f) S 2p XPS谱图。g) Mo K边XANES谱图。h) Mo─Na₂S/C、Mo箔、MoO₂和MoO₃的R空间EXAFS谱图。i) Mo─Na₂S/C的小波变换等高线图
图3| 电化学性能。a) Mo─Na
₂S/C、Co─Na₂S/C、Ni─Na₂S/C及Na₂S/C电极的首圈充电电压曲线。b) 倍率性能。c) EIS图谱及d) Mo─Na₂S/C、Co─Na₂S/C、Ni─Na₂S/C与Na₂S/C的长循环性能。e) Mo─Na₂S/C与文献报道正极的性能对比。f) Mo─Na₂S/C||硬碳全电池示意图，g) 充放电曲线，h) 循环性能
图4| a) Mo─Na
₂S/C、Co─Na₂S/C、Ni─Na₂S/C及Na₂S/C电极在1.2 V放电状态下的XRD图谱。b) 上述电极的SEM图像。c) Na₂S₆溶液在添加Mo─Na₂S/C、Co─Na₂S/C、Ni─Na₂S/C及Na₂S/C前后的紫外-可见吸收光谱。插图(c)为对应的实物照片。d) *Na₂S₈吸附在Mo─Na₂S与Na₂S表面的电荷密度差分图（俯视图与侧视图）。中等板岩蓝：Na；黄色：S；紫红色：Mo。e) 多硫化钠（NaPSs）在Na₂S与Mo─Na₂S表面的吸附能。f) Na₂S、单Mo原子修饰的Na₂S及Mo₆团簇修饰的Na₂S的总态密度（DOS）图。g) Na₂S与Mo─Na₂S表面从Na₂S到S₈充电过程的吉布斯自由能变化曲线（插图为中间物种在Na₂S与Mo─Na₂S表面优化后的吸附构型）
【结论】
总之，该研究成功开发了含有单原子Mo和Mo簇的Mo‑Na₂S/C复合材料作为钠电池的优异正极材料。原子级Mo不仅能在原位碳热还原过程中通过形成低温共晶相催化降低Na₂S的生成温度，还能在充放电过程中调节Na₂S的带隙并降低其与多硫化物的反应能垒。因此，Mo‑Na₂S/C表现出超低的初始活化电位（1.89 V）以及在0.1 A g⁻¹电流密度下循环500次后高达963 mAh g⁻¹的可逆容量。此外，Mo‑Na₂S/C正极可与硬碳配对组成安全的钠全电池，实现了952 mAh g⁻¹的高初始可逆容量，并在第50次循环后仍保持304 mAh g⁻¹的可逆比容量。一系列实验结果和密度泛函理论DFT计算结果证实，原子级Mo增强了Na₂S的导电性，并显著降低了其与多硫化物的反应能垒，从而加速了其转化动力学，使Mo‑Na₂S/C正极实现了高容量。重要的是，这种Na₂S正极设计为在各种电池体系中利用低电导率电极材料开辟了新机遇。
引用本文：Z. Xiong, S. Chen, J. Guo, et al. “ In Situ Observation of Na2S Growth: A Step Toward High-Energy and Safer Room Temperature Sodium Sulfur Batteries.” Adv. Mater. (2025): e05966.
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