投产、合作、签约...钠电聚阴离子正极材料发展迅猛

中国粉体网讯  近年来，钠离子电池作为一种新型的储能器件，具有低成本、高安全、高功率以及优良的低温特性，受到了广泛的关注。

钠离子电池的技术路线，从正极来看大致可以分为3类，包括普鲁士蓝、聚阴离子、层状氧化物。与其他两种路线相比，聚阴离子的比容量稍低一点，但是工作电压相对较高，结构稳定，循环性能较好，热稳定性较好，安全性能佳，是高稳定性、高比功率、高安全性钠离子电池优选体系中的首选。

近期，钠离子电池聚阴离子正极材料路线动态不断。

据璞钠能源透露，公司已成功实现百吨级/年的钠离子电池正极材料的生产与销售，万吨级进入量产落地阶段；已完成动力和储能电池的样品试制，在全球复合磷酸铁钠技术路线研发与产业化进度方面处于领先地位。

7月17日，辽宁省锦州市凌河区人民政府与恩耐吉科技举行30万吨钠离子电池正极材料、2GWh钠离子电池及储能系统生产项目签约仪式。据悉，恩耐吉科技主要产品为磷酸钒钠。

不久前，启钠新能源全球规模最大、世界首条千吨级纳米复合聚阴离子型钠电正极产线在光谷黄冈科技产业园正式投产。

众钠能源官微也于近日公布，与龙佰集团正式签订战略合作协议，双方将基于对硫酸铁钠电池大规模产业化潜力的认可，通过组织联合研发，推动规模量产，建立双赢、可持续发展的深度战略合作伙伴关系。

聚阴离子正极材料

聚阴离子类正极材料种类繁多，其化学通式为Na_xM_y(X_aO_b)Z_w，其中M为过渡金属，X为磷、硫、硅、钨等，Z为F、OH等。聚阴离子类化合物主要包括：橄榄石结构NaFePO₄、NASICON型结构磷酸盐Na₃V₂(PO₄)₃和焦磷酸盐结构Na₂MP₂O₇、Na₄M₃(PO₄)₂P₂O₇、氟化磷酸盐NaVPO₄F、Na₂MPO₄F、Na₃(VO_x)₂(PO₄)₂F_3-2x、硫酸盐Na₂Fe₂(SO₄)₃等。

图：几种钠离子电池聚阴离子型正极材料晶体结构示意图

图：不同类型的聚阴离子类化合物正极优缺点

其中，以磷酸钒钠为代表的NASICON结构具有较高的离子电导率，铁基聚阴离子化合物原材料来源广泛，成本较低，SO₄^2-比PO₄^-具有更高的电负性和更强的诱导效应，硫酸铁钠工作电压更高。因此，目前行业内主要路线为复合磷酸铁钠（NFPP）、硫酸铁钠（NFS）和磷酸钒钠（NVP）。

不过，聚阴离子类化合物也存在一些缺点，如其电子电导率较低的这个问题在高倍率充放电时尤为突出，影响电池的能量密度和功率密度，从而限制了其在高性能设备中的应用。在制备过程中，通常采用碳包覆、粒子纳米化、离子掺杂等方式进行改性，提升其电子电导能力。

碳包覆                          离子掺杂改性

此外，制备高性能的聚阴离子型正极材料的工艺复杂，造成其合成成本较高，需要进一步研究和优化。目前主流制备方法为高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法、机械化学法等。

聚阴离子类正极材料制备方法对比

目前，布局磷酸铁钠路线的企业最多，硫酸铁钠次之。磷酸钒钠路线由于钒有毒，生产报备程序复杂且钒金属价格较高，所以布局企业较少。复合磷酸铁钠路线代表企业有珈钠能源、瑞扬新能源、璞钠能源、博钠新能源等；磷酸钒钠代表企业有恩耐基等；硫酸铁钠代表企业有众钠能源、珈钠能源、华钠新材等。

据多家分析公司预测，未来中大型储能市场的规模远高于动力电池市场，聚阴离子型正极材料凭借其BOM成本低，循环性能好，安全性能高等优势，必将会占据中大型储能市场的一席之地。

参考来源：企业官微、复旦科创、国海证券等

（中国粉体网编辑整理/乔木）

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