投產、合作、簽約...鈉電聚陰離子正極材料發展迅猛

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、高功率以及優良的低溫特性，受到了廣泛的關注。

鈉離子電池的技術路線，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，結構穩定，循環性能較好，熱穩定性較好，安全性能佳，是高穩定性、高比功率、高安全性鈉離子電池優選體系中的首選。

近期，鈉離子電池聚陰離子正極材料路線動態不斷。

據璞鈉能源透露，公司已成功實現百噸級/年的鈉離子電池正極材料的生產與銷售，萬噸級進入量產落地階段；已完成動力和儲能電池的樣品試制，在全球復合磷酸鐵鈉技術路線研發與產業化進度方面處于領先地位。

7月17日，遼寧省錦州市凌河區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生產項目簽約儀式。據悉，恩耐吉科技主要產品為磷酸釩鈉。

不久前，啟鈉新能源全球規模最大、世界首條千噸級納米復合聚陰離子型鈉電正極產線在光谷黃岡科技產業園正式投產。

眾鈉能源官微也于近日公布，與龍佰集團正式簽訂戰略合作協議，雙方將基于對硫酸鐵鈉電池大規模產業化潛力的認可，通過組織聯合研發，推動規模量產，建立雙贏、可持續發展的深度戰略合作伙伴關系。

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：橄欖石結構NaFePO₄、NASICON型結構磷酸鹽Na₃V₂(PO₄)₃和焦磷酸鹽結構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構示意圖

圖：不同類型的聚陰離子類化合物正極優缺點

其中，以磷酸釩鈉為代表的NASICON結構具有較高的離子電導率，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效應，硫酸鐵鈉工作電壓更高。因此，目前行業內主要路線為復合磷酸鐵鈉（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備中的應用。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雜，造成其合成成本較高，需要進一步研究和優化。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最多，硫酸鐵鈉次之。磷酸釩鈉路線由于釩有毒，生產報備程序復雜且釩金屬價格較高，所以布局企業較少。復合磷酸鐵鈉路線代表企業有珈鈉能源、瑞揚新能源、璞鈉能源、博鈉新能源等；磷酸釩鈉代表企業有恩耐基等；硫酸鐵鈉代表企業有眾鈉能源、珈鈉能源、華鈉新材等。

據多家分析公司預測，未來中大型儲能市場的規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，循環性能好，安全性能高等優勢，必將會占據中大型儲能市場的一席之地。

參考來源：企業官微、復旦科創、國海證券等

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