Pin Lithium-ion hiện có ở trong tất cả các trang thiết bị dùng điện. Pin Lithium-ion được sử dụng trong điện tử tiêu dùng, xe điện và thiết bị lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa từ điện gió và điện mặt trời. Trong xu hướng điện khí hóa, cần có công nghệ pin tiên tiến hơn, có công suất cao hơn, thể tích nhỏ và giá thành rẻ hơn. Pin natri-ion đáp ứng yêu cầu này và trở thành ứng viên tiềm năng thay thế Lithium-ion cho xe điện.

Pin natri-ion có thiết kế tương tự như pin lithium-ion, đồng thời có thể được sản xuất bằng những phương pháp tương tự. Hai loại pin đều tạo ra điện từ các phản ứng hóa học, có cấu trúc bao gồm các cực dương, cực âm, bộ phận cách ly và chất điện phân.

Trong pin natri-ion, các ion lithium được thay thế bằng các ion natri trong cực âm của pin và muối lithium được thay đổi bằng muối natri trong chất điện phân.

Pin natri-ion đã được nghiên cứu phát triển trong nhiều thập kỷ, nhưng quá trình mở rộng ra quy mô lớn thương mại của công nghệ này bị bỏ rơi khi các nhà sản xuất tập trung vào pin lithium-ion. Hiện nay, các nhà khoa học và các kỹ sư đang nghiên cứu lại công nghệ này lần thứ hai.

Sự quan tâm đối với pin natri-ion tăng lên mạnh mẽ khi nhà sản xuất pin EV lớn nhất thế giới, Công Ty TNHH Công nghệ Amperex đương Đại (CATL) của Trung Quốc năm 2021 cho biết, công ty đang đầu tư mạnh mẽ vào công nghệ pin natri-ion, có kế hoạch thiết lập chuỗi cung ứng công nghiệp cơ bản vào năm 2023.

Pin natri-ion không thể cung cấp cho xe điện phạm vi hoạt động tương tự pin lithium-ion, nhưng có những ưu thế lớn hơn. Một trong những ưu điểm là vật liệu được sử dụng trong pin natri-ion rẻ và sẵn có hơn so với pin lithium-ion.

"Pin natri-ion không sử dụng những nguyên liệu thô đắt tiền", James Quinn, Giám đốc điều hành nhà sản xuất pin natri-ion Faradion có trụ sở tại Anh cho biết: "Không có coban, không có đồng, không có lithium, không có than chì, những nguyên liệu chủ yếu hiện do Trung Quốc cung cấp ngày nay."

Quinn cho biết pin natri-ion cũng an toàn hơn vì thiết bị có thể được xả điện hoàn toàn để vận chuyển mà không gây hỏng hóc bên trong.

Công ty Natron Energy, có trụ sở tại Thung lũng Silicon, cũng đang đẩy mạnh phát triển R&D nhằm thương mại hóa công nghệ pin natri-ion. Khách hàng của doanh nghiệp là United Airlines và Chevron đang sử dụng pin của Natron trong những trạm sạc EV.

Colin Wessells, CEO và đồng sáng lập công ty Natron phát biểu: "Hãy tưởng tượng lái xe tấp vào trạm cung cấp điện. Có rất nhiều bộ sạc ở trạm sạc và tất cả các xe đều cắm cùng một lúc. Thời điểm phụ tải trên lưới điện rất lớn. Có thể thực sự khó khăn cho lưới điện để cung cấp cho tất cả các bộ sạc xe đó cùng một lúc. Chính vì vậy, rất nhiều nhà khai thác trạm sạc điện cho EV đang thực sự chuyển sang một mô hình lưu trữ tại chỗ, đặt pin lưu trữ cố định lớn trong trạm để cung cấp điện cho sạc xe.

Pin natri-ion giá rẻ phù hợp với thị trường pin đang phát triển, đồng thời các công ty R&D pin natri-ion cũng đang phải đối mặt với những khó khăn trong quá trình thương mại hóa công nghệ.