中国粉体网讯 钠离子电池因钠资源丰富、价格低廉、安全性高等优点而备受瞩目，使其有望成为除锂离子电池以外的另一大规模商业化的二次电池之一，在大规模储能，低速电动车和特种工程车等领域具有良好的应用前景。
钠离子电池与锂离子电池一样由正负极材料、电解液、负极集流体、隔膜组成。和锂电池相比，钠离子电池变化最大的部分就是正极材料。正极材料的性能影响着钠离子电池的能量密度、循环寿命以及安全性能，寻找合适的正极材料是钠离子电池走向实用化的关键。钠离子质量和半径比锂离子更大，离子扩散速率较低，反映在电池性能上为理论容量和反应动力学特征略为逊色，需要通过正极材料的突破来改善这些问题。在钠离子电池正极材料选择过程中需要注意以下几项：结构稳定、储量丰富环保、比容量高、工作电压高、离子电导率高。
目前，钠离子电池正极材料的技术路线还未确定，主要由三种技术路线相互竞争：层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类化合物和聚阴离子化合物。
层状过渡金属氧化物具有可观的放电比容量以及优异的循环性能，主流研究体系是锰、铁、钴、镍、铜的氧化物，锰酸钠与其他化合物相比，由于性能和成本的综合表现比较好，是目前发展较快的材料。在生产工艺方面，层状过渡金属氧化物的生产工艺与锂电三元正极材料具备较高的兼容性，因此许多锂电正极企业就选择了这条路线。
普鲁士蓝及类似物由于离子通道和晶格间隙很大，很容易进行可逆的离子嵌入/脱出反应，产业化应用面临着一些关键问题如不可逆的结构相变和晶体缺陷等，但仍是一种非常有潜力的钠离子电池正极材料。由于普鲁士蓝类似物也是一种无机颜料，具有颜料背景的化工企业选择这条路线。
聚阴离子化合物种类丰富，形式多样，该类材料作为钠离子电池正极材料时普遍拥有较高的工作电压，如能通过简单有效的工艺方法解决导电性较差的问题，使其发挥稳定性和倍率性能方面的优异特性，有望比过渡金属氧化物材料获得更迅速的应用推广前景。
三种钠电池正极材料技术路线对比
总体而言，层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝及类似物和聚阴离子化合物三条正极技术路线的性能水平各有优劣，都有对应的厂商在布局。层状过渡金属氧化物能兼顾能量密度和循环性能，并且和三元正极材料体系结构相近，是目前钠电池厂商或者正极配套厂商布局最多的品种，当前来看最先落地的适用场景可能是A0/A00级别电动车， 和两轮车等。普鲁士蓝及类似物如果能解决结晶水的问题，其能量密度和循环性能提升的潜力很大，加上其成本低，未来在电动车和储能领域都有应用的可能性。聚阴离子能量密度虽然不高，但是优异的循环性能和稳定性会在特定的储能场景可能有很好的匹配度。
2023年8月，中国粉体网将在山城重庆举办“2023先进正极材料技术与产业高峰论坛暨第一届钠离子电池材料技术研讨会”。我们有幸邀请到中南大学的唐有根教授为我们带来题为《钠离子电池正极材料的发展与产业化研究》的报告。
唐有根，博士，中南大学二级教授、博士生导师，湖南省电池行业协会会长，中南大学化学电源与材料研究所所长，化学电源湖南省重点实验室主任，金属燃料电池工程技术中心（筹）主任，中国储能与动力电源及其材料专业委员会常务副主任兼秘书长，中国仪表材料学会常务理事，中国电池工业协会理事，中国电化学专业委员会委员，《储能科学与技术》、《功能材料》、《工业电池》编委。
近年来主要从事先进电池、新能源材料和应用电化学等方面的教学、科研和开发工作。承担20余项国家重点科技攻关项目、国家“863”高技术计划项目、国家自然科学基金项目、解放军武器装备高新工程攻关项目和企业重大招标与技术转让等项目。先后荣获省部级科技进步奖12项，获国家发明专利20项。出版专著和教材5部，在在Nature Commun，Angew. Chem. Int. Ed, Energy Environ Sci, Adv Mater, Adv Energy Mater, Adv Funct Mater等国内外知名期刊发表科研论文300余篇。
相继开发出系列稀土贮氢合金和动力镍氢电池系统、高镍三元锂离子电池正极材料、硅碳负极材料、水系锂离子电池、电动大巴用铝空气电池系统、无汞锌粉等多项新产品。致力于解决行业相关企业的技术难题，开展产学研合作，在储能技术领域具有良好的科研、教学和成果转化及创新实践平台建设经验和工作基础。
参考资料：
1、白晓宇等，《钠离子电池正极材料最新进展》
2、王青贵等，《钠离子电池发展现状》
（中国粉体网编辑整理/长安）
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