中国粉体网讯 近年来，随着钠离子电池不断深入发展，钠离子电池的结构、原理以及各方面性能吸引了许多动力电池厂商的目光。钠离子正极材料是决定电池容量、性能以及成本的重要手段，同时也决定了钠离子电池的产业化进程和最终性能。
1.钠离子正极材料
目前，钠离子电池正极材料的研究主要集中于层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物以及普鲁士蓝类化合物三种正极技术路线。
层状过渡金属氧化物：规模化进度最快，能量密度和循环稳定性能综合最优。（140wh/kg能量密度，3000-4000次循环寿命）
图1四类钠基层状过渡金属氧化物 NaxTMO2的晶体结构示意图
优势：层状氧化物工艺简单，电化学活性较高，储钠效果良好，具有更多样的结构种类，更高的比容量和其他优异的电化学性能。目前更能兼顾能量密度和循环稳定性能，走在商业化的前端。且三元正极和钠离子层状氧化物的正极都是层状氧化物，产线相似度高，只是元素不同。主流厂商材料体系采用铜、铁等元素，前驱体价格较锂离子三元的镍、钴等便宜。
劣势：充放电过程体积变化较大，材料循环稳定性较差，具有显著的粒径依赖性。
聚阴离子化合物：三种路线中循环稳定性能最好，温和条件下4000左右的循环次数，价格优势显著。
优势：材料结构非常稳定，热稳定性高，倍率性能很好，工作电压较高。
劣势：比容量低，能量密度低，材料中钒、钴和镍等原材料价格昂贵，成本很高。
硫酸铁钠结构：价格便宜，结构稳定，循环稳定性能好，但倍率性能差，能量密度低。
图2 Na3V2(PO4)3的晶体结构示意图
氟磷酸矾钠、磷酸矾钠：能量密度会比较高，循环稳定性能好，但导电性能差，同时矾的价格不便宜。
普鲁士白：普鲁士白属于普鲁士蓝类化合物，一分子含两个钠原子，钠含量更高。三种路线中成本低廉，有着较高的电压和可逆容量。
优势：（1）前驱体价格低，制备工艺简单；
（2）普鲁士白晶体的结构稳定，理论循环性能高。三维空间结构比较大，有利于大尺寸的钠离子的传输，电池的大倍率的充放电能力会比较好。
图3无结构缺陷的Na-PBAs的（a）和有缺陷的Na-PBAs（b）结构示意图
劣势：（1）结构本身存在缺陷，实际产品中结晶水参与各种副反应，导致循环稳定性能差，温和条件下1000-2000次循环；
（2）普鲁士白会分解形成有毒的氰化物（CN-）存在一定的环境问题。
2.发展前景
行业里对于三种正极材料路线的关注度看法不一，但当下层状氧化物路线的产业化速度领先是业内共识。相对于普鲁士白要用到有毒的原材料和成本颇高的聚阴离子化合物来说，层状氧化物原材料成本、制备成本少，与现有正极材料产线的适配性更好，受到行业内众多正极材料企业的青睐。对于中长期的发展趋势，三种正极材料路线各自发展的方向不同，层状氧化物和聚阴离子型分别适配动力、储能场景而普鲁士蓝类化合物则需要先解决好结晶水的问题才能应用。
3.钠离子正极材料企业
钠离子的兴起吸引了许多厂商布局，大致分为传统锂电正极材料企业、钠电新势力和跨界入局钠电企业三类。
锂电正极材料企业：
振华新材
图源：振华新材官网
公司在三元材料的生产工艺布局（三烧工艺）现有的产能或产线经过适当调整，可兼容钠离子电池正极材料生产（两烧工艺）。钠离子正极材料截止2022年底已率先实现十吨级销售。
容百科技
图源：容百科技官网
公司全面布局了层状氧化物、普鲁士蓝/白及聚阴离子三个技术方向。现有产能约1.5万吨/年，计划在2023年底建成3.6万吨/年产能，2024年底建成10万吨/产能。已同宁德时代、比亚迪、LG化学、天津力神、孚能科技等客户建立了长期合作关系。
钠电新势力：
中科海纳
图源：中科海纳公众号
中科海钠是一家专注于新一代储能体系-钠离子电池研发与生产的高新技术型企业。企业拥有多项钠离子电池核心专利，是国际少有拥有钠离子电池核心专利与技术的电池企业之一。2022年一期年产2千吨正极材料建设完成并运行半年，计划于2023年完成2万吨正极材料线建设并投产，2024年完成10万吨正极材料线建设并投产。
钠创新能源
图源：钠创新能源官网
钠创新能源成立于2018年5月，4万吨级正极材料产线一期产能已于去年四季度投产，目前正在与下游客户积极合作推广钠电产品。
跨界入局钠电企业：
传艺科技
图源：传艺钠电公众号
传艺科技的主业是消费电子精密部件，但其在2018年就已经组建了钠电团队，目前其已经打通了正负极材料到电芯的研发和工艺设计，正极材料产线率先量产，第一期确定了具有容量高、稳定性好的特点的层状氧化物技术路线，正极材料容量大于等于145mAh/g。
美联新材&七彩化学
图源：美联新材和七彩化学官网
去年9月，七彩化学与美联新材签署战略合作协议，共建电池级普鲁士蓝18万吨，其中美联新材主要供应原材料氰化钠。七彩化学普鲁士蓝正极材料50吨中试生产线已投产，相关产品已通过部分厂商的检测。
参考来源：
1.咸立莹《钾/钠离子电池钴锰基层状氧化物正极材料的制备及其电化学储能研究》
2.徐康《钠离子电池铁锰基层状过渡金属氧化物正极材料的阳离子掺杂及电化学性能研究》
3.中金《电池材料前瞻（三）：钠电正极——三足鼎立，各有所长》
4.证券日报《业界激辩钠电池三种技术路线 产业化路在何方》
5.起点钠电《超30家钠电企业正极材料项目进展汇总》
（中国粉体网编辑整理/乔木）
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