投產(chǎn)、合作、簽約...鈉電聚陰離子正極材料發(fā)展迅猛

近年來，鈉離子電池作為一種新型的儲能器件，具有低成本、高安全、高功率以及優(yōu)良的低溫特性，受到了廣泛的關(guān)注。

鈉離子電池的技術(shù)路線，從正極來看大致可以分為3類，包括普魯士藍、聚陰離子、層狀氧化物。與其他兩種路線相比，聚陰離子的比容量稍低一點，但是工作電壓相對較高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，循環(huán)性能較好，熱穩(wěn)定性較好，安全性能佳，是高穩(wěn)定性、高比功率、高安全性鈉離子電池優(yōu)選體系中的首選。

近期，鈉離子電池聚陰離子正極材料路線動態(tài)不斷。

據(jù)璞鈉能源透露，公司已成功實現(xiàn)百噸級/年的鈉離子電池正極材料的生產(chǎn)與銷售，萬噸級進入量產(chǎn)落地階段；已完成動力和儲能電池的樣品試制，在全球復(fù)合磷酸鐵鈉技術(shù)路線研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進度方面處于領(lǐng)先地位。

7月17日，遼寧省錦州市凌河區(qū)人民政府與恩耐吉科技舉行30萬噸鈉離子電池正極材料、2GWh鈉離子電池及儲能系統(tǒng)生產(chǎn)項目簽約儀式。據(jù)悉，恩耐吉科技主要產(chǎn)品為磷酸釩鈉。

不久前，啟鈉新能源全球規(guī)模最大、世界首條千噸級納米復(fù)合聚陰離子型鈉電正極產(chǎn)線在光谷黃岡科技產(chǎn)業(yè)園正式投產(chǎn)。

眾鈉能源官微也于近日公布，與龍佰集團正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將基于對硫酸鐵鈉電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化潛力的認可，通過組織聯(lián)合研發(fā)，推動規(guī)模量產(chǎn)，建立雙贏、可持續(xù)發(fā)展的深度戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。

聚陰離子正極材料

聚陰離子類正極材料種類繁多，其化學(xué)通式為Na_xM_y(X_aO_b)Z_w，其中M為過渡金屬，X為磷、硫、硅、鎢等，Z為F、OH等。聚陰離子類化合物主要包括：橄欖石結(jié)構(gòu)NaFePO₄、NASICON型結(jié)構(gòu)磷酸鹽Na₃V₂(PO₄)₃和焦磷酸鹽結(jié)構(gòu)Na₂MP₂O₇、Na₄M₃(PO₄)₂P₂O₇、氟化磷酸鹽NaVPO₄F、Na₂MPO₄F、Na₃(VO_x)₂(PO₄)₂F_3-2x、硫酸鹽Na₂Fe₂(SO₄)₃等。

圖：幾種鈉離子電池聚陰離子型正極材料晶體結(jié)構(gòu)示意圖

圖：不同類型的聚陰離子類化合物正極優(yōu)缺點

其中，以磷酸釩鈉為代表的NASICON結(jié)構(gòu)具有較高的離子電導(dǎo)率，鐵基聚陰離子化合物原材料來源廣泛，成本較低，SO₄^2-比PO₄^-具有更高的電負性和更強的誘導(dǎo)效應(yīng)，硫酸鐵鈉工作電壓更高。因此，目前行業(yè)內(nèi)主要路線為復(fù)合磷酸鐵鈉（NFPP）、硫酸鐵鈉（NFS）和磷酸釩鈉（NVP）。

不過，聚陰離子類化合物也存在一些缺點，如其電子電導(dǎo)率較低的這個問題在高倍率充放電時尤為突出，影響電池的能量密度和功率密度，從而限制了其在高性能設(shè)備中的應(yīng)用。在制備過程中，通常采用碳包覆、粒子納米化、離子摻雜等方式進行改性，提升其電子電導(dǎo)能力。

                    碳包覆                                  離子摻雜改性

此外，制備高性能的聚陰離子型正極材料的工藝復(fù)雜，造成其合成成本較高，需要進一步研究和優(yōu)化。目前主流制備方法為高溫固相法、溶膠-凝膠法、水熱法、機械化學(xué)法等。

聚陰離子類正極材料制備方法對比

目前，布局磷酸鐵鈉路線的企業(yè)最多，硫酸鐵鈉次之。磷酸釩鈉路線由于釩有毒，生產(chǎn)報備程序復(fù)雜且釩金屬價格較高，所以布局企業(yè)較少。復(fù)合磷酸鐵鈉路線代表企業(yè)有珈鈉能源、瑞揚新能源、璞鈉能源、博鈉新能源等；磷酸釩鈉代表企業(yè)有恩耐基等；硫酸鐵鈉代表企業(yè)有眾鈉能源、珈鈉能源、華鈉新材等。

據(jù)多家分析公司預(yù)測，未來中大型儲能市場的規(guī)模遠高于動力電池市場，聚陰離子型正極材料憑借其BOM成本低，循環(huán)性能好，安全性能高等優(yōu)勢，必將會占據(jù)中大型儲能市場的一席之地。

參考來源：企業(yè)官微、復(fù)旦科創(chuàng)、國海證券等

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