中國粉體網(wǎng)訊 鈉離子電池因鈉資源豐富,、價格低廉、安全性高等優(yōu)點而備受矚目,，使其有望成為除鋰離子電池以外的另一大規(guī)模商業(yè)化的二次電池之一,，在大規(guī)模儲能，低速電動車和特種工程車等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景,。
鈉離子電池與鋰離子電池一樣由正負極材料,、電解液、負極集流體,、隔膜組成,。和鋰電池相比，鈉離子電池變化最大的部分就是正極材料,。正極材料的性能影響著鈉離子電池的能量密度,、循環(huán)壽命以及安全性能，尋找合適的正極材料是鈉離子電池走向?qū)嵱没年P(guān)鍵,。鈉離子質(zhì)量和半徑比鋰離子更大,，離子擴散速率較低，反映在電池性能上為理論容量和反應(yīng)動力學(xué)特征略為遜色,，需要通過正極材料的突破來改善這些問題,。在鈉離子電池正極材料選擇過程中需要注意以下幾項：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、儲量豐富環(huán)保、比容量高,、工作電壓高,、離子電導(dǎo)率高。
目前,，鈉離子電池正極材料的技術(shù)路線還未確定,，主要由三種技術(shù)路線相互競爭：層狀過渡金屬氧化物、普魯士藍類化合物和聚陰離子化合物,。
層狀過渡金屬氧化物具有可觀的放電比容量以及優(yōu)異的循環(huán)性能,，主流研究體系是錳、鐵,、鈷,、鎳、銅的氧化物,，錳酸鈉與其他化合物相比,，由于性能和成本的綜合表現(xiàn)比較好，是目前發(fā)展較快的材料,。在生產(chǎn)工藝方面,，層狀過渡金屬氧化物的生產(chǎn)工藝與鋰電三元正極材料具備較高的兼容性，因此許多鋰電正極企業(yè)就選擇了這條路線,。
普魯士藍及類似物由于離子通道和晶格間隙很大,，很容易進行可逆的離子嵌入/脫出反應(yīng)，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用面臨著一些關(guān)鍵問題如不可逆的結(jié)構(gòu)相變和晶體缺陷等,，但仍是一種非常有潛力的鈉離子電池正極材料,。由于普魯士藍類似物也是一種無機顏料，具有顏料背景的化工企業(yè)選擇這條路線,。
聚陰離子化合物種類豐富，形式多樣,，該類材料作為鈉離子電池正極材料時普遍擁有較高的工作電壓,，如能通過簡單有效的工藝方法解決導(dǎo)電性較差的問題，使其發(fā)揮穩(wěn)定性和倍率性能方面的優(yōu)異特性,，有望比過渡金屬氧化物材料獲得更迅速的應(yīng)用推廣前景,。
三種鈉電池正極材料技術(shù)路線對比
總體而言，層狀過渡金屬氧化物,、普魯士藍及類似物和聚陰離子化合物三條正極技術(shù)路線的性能水平各有優(yōu)劣,，都有對應(yīng)的廠商在布局。層狀過渡金屬氧化物能兼顧能量密度和循環(huán)性能,，并且和三元正極材料體系結(jié)構(gòu)相近,，是目前鈉電池廠商或者正極配套廠商布局最多的品種，當前來看最先落地的適用場景可能是A0/A00級別電動車,， 和兩輪車等,。普魯士藍及類似物如果能解決結(jié)晶水的問題,，其能量密度和循環(huán)性能提升的潛力很大，加上其成本低,，未來在電動車和儲能領(lǐng)域都有應(yīng)用的可能性,。聚陰離子能量密度雖然不高，但是優(yōu)異的循環(huán)性能和穩(wěn)定性會在特定的儲能場景可能有很好的匹配度,。
2023年8月,，中國粉體網(wǎng)將在山城重慶舉辦“2023先進正極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨第一屆鈉離子電池材料技術(shù)研討會”。我們有幸邀請到中南大學(xué)的唐有根教授為我們帶來題為《鈉離子電池正極材料的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化研究》的報告,。
唐有根,，博士，中南大學(xué)二級教授,、博士生導(dǎo)師,，湖南省電池行業(yè)協(xié)會會長，中南大學(xué)化學(xué)電源與材料研究所所長,，化學(xué)電源湖南省重點實驗室主任,，金屬燃料電池工程技術(shù)中心（籌）主任，中國儲能與動力電源及其材料專業(yè)委員會常務(wù)副主任兼秘書長,，中國儀表材料學(xué)會常務(wù)理事,，中國電池工業(yè)協(xié)會理事，中國電化學(xué)專業(yè)委員會委員,，《儲能科學(xué)與技術(shù)》,、《功能材料》、《工業(yè)電池》編委,。
近年來主要從事先進電池,、新能源材料和應(yīng)用電化學(xué)等方面的教學(xué)、科研和開發(fā)工作,。承擔20余項國家重點科技攻關(guān)項目,、國家“863”高技術(shù)計劃項目、國家自然科學(xué)基金項目,、解放軍武器裝備高新工程攻關(guān)項目和企業(yè)重大招標與技術(shù)轉(zhuǎn)讓等項目,。先后榮獲省部級科技進步獎12項，獲國家發(fā)明專利20項,。出版專著和教材5部,，在在Nature Commun，Angew. Chem. Int. Ed, Energy Environ Sci, Adv Mater, Adv Energy Mater, Adv Funct Mater等國內(nèi)外知名期刊發(fā)表科研論文300余篇,。
相繼開發(fā)出系列稀土貯氫合金和動力鎳氫電池系統(tǒng),、高鎳三元鋰離子電池正極材料、硅碳負極材料、水系鋰離子電池,、電動大巴用鋁空氣電池系統(tǒng),、無汞鋅粉等多項新產(chǎn)品。致力于解決行業(yè)相關(guān)企業(yè)的技術(shù)難題,，開展產(chǎn)學(xué)研合作,，在儲能技術(shù)領(lǐng)域具有良好的科研、教學(xué)和成果轉(zhuǎn)化及創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)經(jīng)驗和工作基礎(chǔ),。
參考資料：
1,、白曉宇等，《鈉離子電池正極材料最新進展》
2,、王青貴等,，《鈉離子電池發(fā)展現(xiàn)狀》
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除,！
