今年4月21日，宁德时代正式推出钠离子电池品牌“钠新”（为其第二代钠离子电池产品），以175Wh/kg的能量密度比肩磷酸铁锂，并实现5C快充、500公里续航与超1万次循环寿命，将钠电池性能推向量产新高度；随后在9月16日，该电池率先通过新国标认证，成为全球首款获此认证的钠离子产品。这两大里程碑不仅印证了钠电池技术的成熟与可靠性，更传递出一个清晰信号：在成本、资源与安全优势的协同驱动下，钠离子电池已突破实验室阶段，正式开启其规模化应用的时代征程。

图1 宁德时代“钠新”电池1

钠离子电池与锂离子电池的工作原理一脉相承。锂离子电池在充放电循环中，锂离子会在正、负极材料间完成往返的嵌入/脱嵌与插入/脱插过程，这一特性也使其被形象地称为“摇椅电池”。这类电池的能量转化核心，在于锂离子在正负极之间的迁移运动，其正极通常采用可实现锂离子嵌入的锂化合物材料。与之类似，钠离子电池的充放电机制遵循相同的离子迁移逻辑：充电状态下，钠离子（Na⁺）从正极材料中脱嵌，经由电解质传输后嵌入负极；放电时，钠离子的迁移方向则完全相反，从负极脱嵌并回归正极，以此实现电能的释放。

图2 钠离子电池结构示意图2

钠离子电池的主要组成材料涵盖正极、负极、电解液、隔膜、集流体等，其中正极材料与电解液并列为成本占比最高的核心组分（均达26%），远超隔膜（18%）、负极（16%）及集流体（4%），其成本控制直接决定钠离子电池的整体成本竞争力，是实现钠电相较于锂电、铅酸电池成本优势的关键抓手。

图3 钠离子电池材料成本占比

与锂离子电池相比，钠电的电解液、隔膜材料技术通用性较强，难以形成差异化竞争壁垒；而正负极材料作为钠电专属核心技术，构成产业核心壁垒。其中，负极材料已形成以硬碳为主导的明确技术路线，确定性较高；正极材料则呈现层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝/白三大路线并行的多元化格局，不仅与锂电正极材料差异显著，且各路线在性能、成本、产业化成熟度上各有侧重，竞争格局复杂。

本文以专利为切入点，全景呈现钠离子电池正极材料三大技术路线的竞争态势，为行业研发创新与路线选择提供参考。

三大材料路线当前产业布局现状

钠离子电池正极材料形成层状氧化物、普鲁士蓝/白、聚阴离子型“三足鼎立”的格局，三者在性能、成本与产业化进程上各有侧重，呈现清晰的技术路线权衡：聚阴离子型化合物综合性能最优，工作电压达3.6-3.8V、可逆容量120mAh/g，兼具高能量密度、超2000次长循环寿命与出色倍率性能，是对性能要求严苛的场景首选；层状氧化物各项参数均衡，循环寿命可达1000次且产业化难度中等，成为当前最成熟的产业化选择；普鲁士蓝/白材料可逆容量最高（120-140mAh/g）、全寿命周期成本最低，但结晶水控制难题导致循环性能最差（仅600次）、产业化难度高，是技术成熟度最低、风险最高的路线。

图4 三大技术路线性能参数比较3

三大材料路线当前专利布局现状

如图5所示，截至2025年10月，钠离子电池三大正极材料的专利布局呈现显著梯度差异：层状氧化物以绝对优势位居专利数量首位，聚阴离子化合物紧随其后，普鲁士蓝/白化合物相关专利数量最少。这一专利分布特征与三大材料的产业化进程高度契合，直观反映了技术成熟度与市场需求对专利布局的导向作用。

图5 钠离子正极材料三大路线专利申请趋势

层状氧化物凭借与锂电产线的高兼容性、产业化工艺相对成熟的优势，已成为当前钠电池量产的主流选择，广泛适配低速电动车、通用储能等场景，市场需求的快速释放推动其专利布局持续领跑；聚阴离子化合物虽具备高能量密度、超长循环寿命等突出性能，尤其适配对稳定性要求严苛的大规模储能场景，但受限于产业化难度中等、成本控制仍需优化，目前应用场景相对聚焦，专利布局规模略逊于层状氧化物；普鲁士蓝/白化合物虽坐拥理论成本低、可逆容量高的潜力，但结晶水控制、结构稳定性不足等材料固有缺陷尚未完全攻克，导致产业化推进难度大，当前采用该路线的企业数量有限，专利布局也处于相对滞后的状态。

相关资料显示，钠离子电池的发展历程可划分为五个阶段：萌芽期（1970s-1980s）、停滞期（1980s-2000s）、复苏期（2000s-2010s）、成长期（2010s-2020s）与爆发期（2020s-），其中相较于锂离子电池，钠离子电池经历了长达约20年的停滞期。

三大正极材料的专利申请趋势与钠离子电池产业发展高度同频：萌芽期与停滞期，行业尚未形成有效技术突破，未见相关专利布局；21世纪初，硬碳负极材料的成功开发打破了钠离子电池的发展瓶颈，产业进入缓慢复苏期，与之对应，正极材料相关专利开始出现少量布局。2011年，全球首家钠离子电池公司英国Faradion成立，钠离子电池开启商业化探索之路，正极材料专利申请量随之逐步增长——这一阶段，各创新主体仍处于技术路线探索期，层状氧化物与聚阴离子材料的专利申请数量基本持平，普鲁士蓝/白材料因技术成熟度较低，专利数量整体少于前两者。2021年，宁德时代发布第一代钠离子电池，形成强大的头部带动效应；加之锂电池技术迭代进入瓶颈期，钠离子电池正式迈入产业爆发期，正极材料专利申请量也同步迎来爆发式增长，其中层状氧化物材料的年专利申请量最高达840余项，聚阴离子材料紧随其后，普鲁士蓝/白材料的专利布局仍相对滞后。由于2024年-2025年部分专利未公开，因此，相关数据仅供参考。

头部玩家的专利布局现状

钠离子电池正极材料领域专利竞争格局清晰，技术路线分化明显，创新主体策略差异化突出。格林美、中科海钠聚焦产业化前景明确的层状氧化物路线；中南大学双线布局层状氧化物与性能稳定的聚阴离子化合物，研发广度较强；珈钠、万润等企业深耕聚阴离子路线，打造细分技术壁垒。宁德时代作为产业龙头，在层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝/白三大路线均实现广泛均衡的专利覆盖，尤其在普鲁士类材料领域优势显著，凸显全体系技术卡位与供应链自主可控的战略布局。整体来看，专利格局既体现各主体基于资源与技术积累的差异化发展路径，也预示未来钠电正极材料市场将呈现多技术路线并行、多方势力共同驱动的产业生态。

图6 正极材料专利数量排名靠前的创新主体（单位/项）

1、宁德时代：全路线覆盖+产品绑定

宁德时代2021年就发布了第一代钠离子电池产品，今年4月份发布了第二代钠离子电池产品，首次将钠离子电池推向大规模量产。其是钠离子电池领域当之无愧的头部玩家，资料显示，宁德时代第一代钠离子电池采用的正极材料是普鲁士白材料，第二代钠离子电池采用的正极材料未公布。行业推测宁德时代目前采用层状氧化物和普鲁士蓝/白材料双体系并行的方案。

图7 宁德时代钠离子电池正极材料专利布局（单位/项）

从专利布局视角来看，作为钠电产业头部引领者与技术风向标，宁德时代截至2025年10月已实现层状氧化物、普鲁士蓝/白、聚阴离子三大正极技术路线的全面覆盖。其中，层状氧化物相关专利占比最高，成为当前专利布局核心；普鲁士蓝/白专利紧随其后，聚阴离子材料专利亦占据24%的份额，三大路线均衡发力的格局与公司全场景产品战略高度契合。

2022年之前，宁德时代集中申请多项普鲁士蓝/白材料相关专利，这与公司第一代钠离子电池采用该材料体系直接相关，通过专利布局为初代产品量产筑牢技术壁垒；2023年起，公司加大层状氧化物材料专利布局；而聚阴离子材料专利始终保持稳定申请节奏，作为技术储备与差异化布局，适配大规模储能等对寿命要求严苛的细分市场。

2.中科海钠：技术深耕+专利护航

作为钠离子电池产业化的先行者与层状氧化物路线的核心引领者，中科海钠在推动钠电技术落地、构建产业生态中发挥着关键作用。公司始终坚定聚焦层状氧化物单一技术路线，这一战略选择也深刻映射在其专利布局中——相关专利以绝对优势集中于层状氧化物体系，形成“技术深耕+专利护航”的强绑定格局，既巩固了自身在该路线的核心技术壁垒，也为产业化推进提供了坚实的知识产权支撑。

图8 中科海钠钠离子电池正极材料专利布局（单位/项）

3.珈钠能源：聚阴离子为主线

珈钠能源是聚阴离子路线的全球领军者，亦是钠离子电池产业的核心骨干企业。公司凭借对聚阴离子技术的深耕细作、极速推进的产业化进程与全链条布局优势，成为钠电领域“后发先至”的标杆型企业。专利布局与核心技术路线深度绑定，以聚阴离子体系为绝对核心优先发力，同时在层状氧化物、普鲁士蓝/白材料领域进行少量补充布局，形成“主路线聚焦+辅助路线卡位”的精准专利战略，既巩固了聚阴离子路线的技术壁垒，也为多场景适配预留了发展空间。

图9 珈钠能源钠离子电池正极材料专利布局（单位/项）

钠离子电池正极材料已形成层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝/白“三足鼎立”的技术格局，其专利布局与产业化进程高度同频——层状氧化物凭借量产成熟度领跑专利数量，聚阴离子聚焦长循环场景稳步增长，普鲁士蓝/白受限于技术痛点布局相对滞后。头部企业的专利战略呈现鲜明差异：宁德时代以全路线覆盖绑定产品迭代，筑牢行业技术壁垒；中科海钠深耕层状氧化物单一路线，构建细分领域核心优势；珈钠能源聚焦聚阴离子主线，以精准布局巩固路线领军地位。未来，随着技术瓶颈突破与场景需求细化，三大路线的专利竞争将更聚焦性能优化与成本控制，头部企业的战略选择也将持续引领产业发展方向。

1 图片来源：知乎《175Wh/kg全球首发！宁德时代“钠新”电池开启钠锂双轨能源时代》

2 图片来源：GGII，东海证券研究所

3 资料来源：高工锂电，浙商证券研究所

作者：北京品源知识产权管理咨询 王君