鈉電池深度吐故“鈉”新分庭抗“鋰”

鋰電一家獨(dú)大，亟需鈉電Plan

B制衡鋰價(jià)在高位，亟需鋰電池的Plan

B鈉電池綜合性能優(yōu)異，是鋰電池的最優(yōu)替代品，中長(zhǎng)期成本優(yōu)勢(shì)顯著13：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（2021），中國(guó)知網(wǎng)《中國(guó)鋰資源的主要類(lèi)型、分布和開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀:

評(píng)述和展望》王核等，天風(fēng)證券研究所全球可用鋰資源稀缺且分布不均，價(jià)格寡頭壟斷，易受地緣政治性影響。可用鋰資源不足：鋰是自然界密度最小的金屬，具有極強(qiáng)的電化學(xué)活性，具有儲(chǔ)能功能，其在地殼中含量?jī)H約0.0065%，豐度居第二十七位，從資源總量來(lái)看其實(shí)并不稀缺，但受開(kāi)采條件和提鋰技術(shù)的影響,

許多估算的資源量無(wú)法轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)量,

如全球已知最大的烏尤尼鹽湖(Uyuni)鋰礦床由于沒(méi)有經(jīng)濟(jì)可行的鋰鹽提取方法,

其中大量的鋰資源量無(wú)法計(jì)入儲(chǔ)量。分布不均、寡頭壟斷：全球鋰資源分布高度集中，形成寡頭壟斷局面，2020年，73%鋰資源分布在北美洲和南美洲，其他地區(qū)如大洋洲（8%）、亞洲（7%）、歐洲（7%）和非洲（5%）則分布較少。“鋰”想豐滿，但現(xiàn)實(shí)殘酷——全球范圍內(nèi)，我國(guó)鋰資源儲(chǔ)量有限圖：全球鋰礦（碳酸鋰）資源量分布（2020）圖：全球鋰礦（碳酸鋰）儲(chǔ)量分布（2020）31.98%22.71%9.37%4.18%4.66%5.48%5.90%15.72%玻利維亞中國(guó)阿根廷剛果（金）美國(guó)加拿大澳大利亞其他41.06%14.34%13.20%2.88%4.44%6.31%2.83%

1.89%13.05%智利中國(guó)剛果（金）澳大利亞美國(guó)津巴布韋阿根廷加拿大其他注：資源量不包含儲(chǔ)量：Wind，天風(fēng)證券研究所從碳酸鋰價(jià)格來(lái)看，自2021年8月至2022年3月，電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格幾乎呈直線上升，歷史最高與最低價(jià)格相差約10倍。價(jià)格易受地緣政治性影響：基于當(dāng)前鋰資源集中壟斷的情況，我們預(yù)計(jì)未來(lái)鋰價(jià)不僅會(huì)由實(shí)際市場(chǎng)供需決定，更易受到國(guó)際政治形勢(shì)等多重因素的影響。當(dāng)前鋰價(jià)的持續(xù)走高和鋰資源的供需緊張問(wèn)題亟待解決?！颁嚒毕胴S滿，但現(xiàn)實(shí)殘酷——國(guó)內(nèi)碳酸鋰價(jià)格飆漲60.0050.0040.0030.0020.0010.000.002017年1月2017年3月2017年5月2017年7月2017年9月2017年11月2018年1月2018年3月2018年5月2018年7月2018年9月2018年11月2019年1月2019年3月2019年5月2019年7月2019年9月2019年11月2020年1月2020年3月2020年5月2020年7月2020年9月2020年11月2021年1月2021年3月2021年5月2021年7月2021年9月2021年11月2022年1月2022年3月2022年5月2022年7月2022年9月2022年11月2023年1月圖：電池級(jí)碳酸鋰:99.5%價(jià)格一年內(nèi)增長(zhǎng)10倍（單位：萬(wàn)元/噸）電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格:99.5%：中國(guó)知網(wǎng)《中國(guó)鋰資源的主要類(lèi)型、分布和開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀:

評(píng)述和展望》王核等、

《鈉離子電池：從基礎(chǔ)研究到工程化探索》容曉暉等，工信部，天風(fēng)證券研究所我國(guó)鋰鹽對(duì)外依存度近八成，或?qū)?gòu)成潛在“卡脖子”威脅。我國(guó)鋰資源供應(yīng)對(duì)能源和產(chǎn)業(yè)安全的威脅不容忽視。我國(guó)的鋰資源儲(chǔ)量總量并不稀缺，從2020年數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)的鋰資源儲(chǔ)量總量全球占比6.31%，緊隨智利、澳大利亞、阿根廷，位列第四，但現(xiàn)實(shí)是我國(guó)80%的鋰資源供應(yīng)依賴(lài)進(jìn)口（澳洲鋰礦和南美鹽湖等地），是全球鋰資源第一進(jìn)口國(guó)。原因在于大部分可開(kāi)采資源位于青海和西藏鹽湖，但青海鹽湖鋰鎂分離困難、西藏地理環(huán)境惡劣，因此電池級(jí)碳酸鋰的有效產(chǎn)能不足。加之新能源汽車(chē)和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，我國(guó)鋰資源供給與需求量形成強(qiáng)烈對(duì)比。產(chǎn)量方面，2022年全國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量達(dá)750GWh，同比增長(zhǎng)超過(guò)130%，其中儲(chǔ)能型鋰電產(chǎn)量突破100GWh。鋰電“一家獨(dú)大”或?qū)?gòu)成我國(guó)潛在的“卡脖子”威脅，發(fā)展替代方案對(duì)于保障我國(guó)能源供應(yīng)和產(chǎn)業(yè)安全具有重要意義?！颁嚒毕胴S滿，但現(xiàn)實(shí)殘酷——國(guó)內(nèi)開(kāi)采成本較高，中長(zhǎng)期價(jià)格有望較高圖：我國(guó)主要鋰礦床分布圖：中科海鈉官網(wǎng)，中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池磷酸鹽正極材料研究進(jìn)展》曹鑫鑫等、《鈉離子電池Mn基氧化物正極材料的制備及摻雜改性研究》李航，高工鋰電公眾號(hào)，中科海納公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所“鈉”新吐故，制衡鋰電最優(yōu)Plan

B——鋰鈉同族，化學(xué)性質(zhì)接近鈉元素和鋰元素為同主族元素，具有某些相似的化學(xué)性質(zhì)。鈉離子電池的架構(gòu)、封裝工藝與鋰電池高度相似，生產(chǎn)鋰電池的工廠不必經(jīng)過(guò)大的改動(dòng)就能直接進(jìn)行鈉電池生產(chǎn)。圖：搖椅式發(fā)電原理示意圖表：鈉、鋰元素主要性能對(duì)比分類(lèi)LiNa相對(duì)原子質(zhì)量/g·mol-16.9422.99熔點(diǎn)/℃180.597.7密度/g·cm-10.5340.968價(jià)態(tài)變化0→+10→+1圖：鈉離子電池工作原理示意圖離子半徑/A0.761.02成本（碳酸鹽）/元·噸-15800250-300標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)/V-3.04-2.71地殼豐度/mg·kg-12023600第一電離能/kJ·mol-1520.2495.8理論容量（金屬）/mAh·g-138611166理論容量（ACoO2）/mAh·g-1274235：中國(guó)知網(wǎng)《抽水蓄能與電化學(xué)儲(chǔ)能聯(lián)合參與電網(wǎng)負(fù)荷頻率控制技術(shù)研究》和婧，國(guó)家能源局，第一電動(dòng)汽車(chē)網(wǎng)公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所鈉電池有望向上制衡鋰電、向下蠶食鉛酸。鈉電池一方面與鉛酸電池相比，在循環(huán)、成本、能量密度等方面都具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，有望向下蠶食鉛酸市場(chǎng)；另一方面，因整體性能與鋰電池接近、成本優(yōu)勢(shì)顯著，有望向上制衡鋰電池應(yīng)用的壟斷性。我們認(rèn)為，液流電池應(yīng)用局限性較大，難以作為鋰電池的平替。電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)主要分為鋰離子電池、鉛酸電池、鈉離子電池、液流電池和鈉硫電池等類(lèi)別。自2022年6月29日國(guó)家能源局在《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2022年版）（征求意見(jiàn)稿）》中提出“中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池”之后，液流電池的關(guān)注度上升，但該類(lèi)電池初始投資成本高、占地面積大，我們認(rèn)為，液流電池在動(dòng)力電池和便攜式儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值較低，并不能夠作為制衡鋰電池的Plan

B?！扳c”新吐故，制衡鋰電最優(yōu)Plan

B——其他類(lèi)型電池難堪大任表：四種電化學(xué)儲(chǔ)能電池的比較鋰離子電池鈉硫電池鉛酸電池液流電池能量密度(Wh/kg)75-250150-24030-5040-130功率密度(W/kg)150-31590-23075-30050-140循環(huán)次數(shù)（次）＞1000＞4500＞500＞1萬(wàn)循環(huán)壽命（年）5-1510-155-155-10單位容量成本(元/KWh)600-2500300-500200-400150-1000：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池爭(zhēng)雄》武魏楠，天風(fēng)證券研究所“鈉”新吐故，制衡鋰電最優(yōu)Plan

B——鈉電池在低溫、安全性方面具備優(yōu)勢(shì)鈉電整體性能與鋰電接近，能量密度稍遜，但低溫、安全和倍率性能突出。能量密度方面，在目前的技術(shù)條件下，鈉離子電池的電芯能量密度約為70-

200Wh/kg，高于鉛酸電池的30-50Wh/kg，相較于三元鋰電的200-350Wh/k有所遜色，但與磷酸鐵鋰電池的150-210Wh/kg有重疊范圍，且尚有較大的技術(shù)進(jìn)步空間。低溫表現(xiàn)方面，相比于鋰離子電池-20℃到60℃的工作溫度區(qū)間，鈉離子電池可以在-40℃到50℃的溫度區(qū)間正常工作，-20℃環(huán)境下容量保持率近

90%，高低溫性能更優(yōu)秀。安全性方面，得益于更高的內(nèi)阻，鈉離子電池在短路狀況下瞬間發(fā)熱量少，熱失控溫度高于鋰離子電池，具備更高的安全性。在針對(duì)過(guò)充過(guò)放、針刺、擠壓測(cè)試時(shí)，鈉離子電池的安全性表現(xiàn)也讓人滿意。倍率和快充性能方面，鈉離子電池具備更好的倍率性能，適合在快充、響應(yīng)型儲(chǔ)能和規(guī)模供電等場(chǎng)景應(yīng)用。結(jié)合上述特點(diǎn)，我們認(rèn)為，鈉離子電池有望在儲(chǔ)能、中低續(xù)航里程電動(dòng)車(chē)、工程車(chē)、小動(dòng)力等細(xì)分市場(chǎng)率先得到推廣應(yīng)用。表：三種短時(shí)儲(chǔ)能電池的性能比較鉛酸電池磷酸鐵鋰電池三元電池鈉離子電池能量密度30-50Wh/kg120-200Wh/kg200-350Wh/kg70-200Wh/kg循環(huán)壽命300-500次3000次以上3000次以上3000次以上平均電壓2V3-4.5V3-4.5V2.8-3.5V安全性高較高較高高環(huán)保性差較優(yōu)較優(yōu)優(yōu)高溫性能差較差差優(yōu)低溫性能差差較差優(yōu)下游應(yīng)用儲(chǔ)能、低速車(chē)儲(chǔ)能、電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能、電動(dòng)車(chē)低速車(chē)、儲(chǔ)能：Wind，中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池:

儲(chǔ)能電池的一種新選擇》李慧等，天風(fēng)證券研究所成本優(yōu)勢(shì)顯著。鈉在地殼中具有更高的豐度，約占地殼儲(chǔ)量的2.64%，且廣泛分布在世界各地，原料端碳酸鈉提煉簡(jiǎn)單、價(jià)格遠(yuǎn)低于碳酸鋰，碳酸鈉常年處于

3000

元/噸以?xún)?nèi)水平，以2022年8月數(shù)據(jù)為例，兩者價(jià)差約170倍。再加之鈉離子電池可以使用較為便宜的鋁箔作為集流體材料，進(jìn)一步節(jié)約成本?！扳c”新吐故，制衡鋰電最優(yōu)Plan

B——鈉電中長(zhǎng)期成本優(yōu)勢(shì)顯著圖：純堿（碳酸鈉）價(jià)格大幅低于碳酸鋰價(jià)格（萬(wàn)元/噸）60.0050.0040.0030.0020.0010.000.002017年1月2017年3月2017年5月2017年7月2017年9月2017年11月2018年1月2018年3月2018年5月2018年7月2018年9月2018年11月2019年1月2019年3月2019年5月2019年7月2019年9月2019年11月2020年1月2020年3月2020年5月2020年7月2020年9月2020年11月2021年1月2021年3月2021年5月2021年7月2021年9月2021年11月2022年1月2022年3月2022年5月2022年7月輕質(zhì)純堿電池級(jí)碳酸鋰:99.5%正負(fù)極較為關(guān)鍵，材料工藝仍需進(jìn)步211作為優(yōu)異的鈉離子電池正極材料需要具備以下因素：(1)較高的容量和氧化還原電勢(shì)；(2)對(duì)電解液適應(yīng)性強(qiáng)；(3)較好的離子和電子電導(dǎo)率；(4)在空氣中易于制備、保存、運(yùn)輸以及低的成本；(5)較好的循環(huán)性能和倍率性能。目前，受到研究者廣泛關(guān)注的鈉離子電池正極材料主要包括層狀金屬氧化物、普魯士藍(lán)類(lèi)化合物及聚陰離子型化合物。每種類(lèi)型的材料都存在著一些特征缺點(diǎn)，層狀金屬氧化物結(jié)構(gòu)多變從而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差;普魯士藍(lán)循環(huán)穩(wěn)定性較差且材料高溫易分解，存在潛在危險(xiǎn);

聚陰離子型化合物容量較低，導(dǎo)電性也較差。正極材料：多路線推進(jìn)，層狀氧化物有望率先落地注：電池能量密度=比容量*壓實(shí)密度*電壓水平：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池正極材料普魯士藍(lán)的合成及性能研究》張鵬、《摻雜對(duì)鈉離子電池正極材料性能影響機(jī)制的研究》李婧婧等，振華新材公告，天風(fēng)證券研究所圖：三種正極路線性能優(yōu)劣對(duì)比：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池Mn基氧化物正極材料的制備及摻雜改性研究》李航

、《富鈉普魯士藍(lán)類(lèi)正極材料的合成及其電化學(xué)性能研究》賀順利、《鈉離子電池正極材料普魯士藍(lán)的合成及性能研究》張鵬

，天風(fēng)證券研究所層狀氧化物類(lèi)鈉離子電池正極材料是金屬氧化物類(lèi)中的一種，可分為Mn基、Fe基、Cr基正極材料等。其結(jié)構(gòu)是由共邊的八面體過(guò)渡金屬氧層和鈉離子層堆垛而成。根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為四種，分別為P2相、P3相、O2相和O3相（字母“Ｐ”代表了鈉離子在其中的氧配位環(huán)境為三棱柱配位，“O”代表其中的氧配位環(huán)境為八面體配位），其中，P2相與O3相是最為常見(jiàn)的兩種鈉離子層狀氧化物正極材料。因其適當(dāng)?shù)牟僮鳚摿?，高容量和?jiǎn)單的合成路線,層狀氧化物被認(rèn)為是最有希望的正極材料。正極材料-層狀金屬氧化物：綜合性能佳，有望率先產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用圖：鈉離子電池層狀材料結(jié)構(gòu)圖及鈉離子脫嵌的相變過(guò)程圖：O3和P2型層狀氧化物結(jié)構(gòu)模型及其主要特征：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池關(guān)鍵材料研究及工程化探索進(jìn)展》黨榮彬等，企知道專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)，起點(diǎn)鋰電、艾邦儲(chǔ)能與充電、中國(guó)能源報(bào)公眾號(hào)，各公司公告，中科海納官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所層狀氧化物中，銅基（銅鐵錳）和鎳基（鎳鐵錳）是目前較有應(yīng)用前景的兩種技術(shù)路線。銅基VS鎳基：銅基成本較低，但比容量相對(duì)不足；鎳基比容量較高，但成本壓力更大。銅基路線主要優(yōu)勢(shì)在于成本較低，穩(wěn)定性較好，但比容量約100mAh/g左右，相對(duì)不足。該路線由中科海納創(chuàng)始人胡勇勝首創(chuàng)。鎳基比銅基的比容量高，約能達(dá)到190mAh/g，但由于鎳的成本比銅更高，成本壓力相對(duì)更大。正極材料-層狀金屬氧化物：綜合性能佳，有望率先產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用表：層狀氧化物代表企業(yè)、產(chǎn)品信息及布局進(jìn)展公司名稱(chēng) 產(chǎn)品信息布局進(jìn)展容百科技發(fā)布三款層狀氧化物產(chǎn)品，能量密度100Wh/kg-200Wh/kg，可用于二輪車(chē)和小動(dòng)力初步具備量產(chǎn)能力，已送電池廠測(cè)評(píng)；2022年鈉電正極產(chǎn)能約1.5萬(wàn)噸/年；規(guī)劃2023年鈉電材料月出貨千噸以上，層狀氧化物產(chǎn)能3.6萬(wàn)噸/年；規(guī)劃2025年鈉電材料月產(chǎn)萬(wàn)噸級(jí)、年出貨10萬(wàn)噸、市場(chǎng)占比達(dá)10

以上。當(dāng)升科技采用特殊微晶結(jié)構(gòu)前驅(qū)體以及材料結(jié)構(gòu)調(diào)控解決了關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，

新產(chǎn)品層狀氧化物SNFM-K3

實(shí)現(xiàn)了比容量達(dá)到177.2mAh/g、首效倍率達(dá)到91.3

的突破目前已完成工藝定型并向國(guó)內(nèi)大客戶(hù)送樣，產(chǎn)品性能指標(biāo)優(yōu)于市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2023-2024年量產(chǎn)。振華新材能量密度120-130Wh/kg；循環(huán)次數(shù)2000-4000次；溫和放點(diǎn)倍率0.2-0.3C；具有高壓實(shí)密度、

高容量、低pH值和低游離鈉的特性2022年4月推出第一代層狀氧化物鈉電正極材料，迅速完成向行業(yè)內(nèi)主流客戶(hù)送樣及噸級(jí)出貨；

2022年6月推出第二代產(chǎn)品，降低了游離鈉的同時(shí)提高了材料比容量。截至2022年9月末，已得到部分下游客戶(hù)認(rèn)可，累計(jì)送樣0.6804噸、銷(xiāo)售5.35噸，實(shí)現(xiàn)噸級(jí)產(chǎn)出并銷(xiāo)售。傳藝科技前期公告正極克容量140mAh/g，單體電芯145Wh/Kg，循環(huán)次數(shù)4000次，大于88

的容量保持率?，F(xiàn)各指標(biāo)已提升前期公告進(jìn)度為2022年底前中試線投產(chǎn)，2023年2GWh產(chǎn)線投產(chǎn)。中科海鈉正極克容量130mAh/g，負(fù)極克容量300mAh/g；電壓3V；100

換電深度循環(huán)次數(shù)5000次2022年一期年產(chǎn)2000噸正負(fù)極材料產(chǎn)線已建成，預(yù)計(jì)2023年完成二期2萬(wàn)噸正極、1萬(wàn)噸負(fù)極材料產(chǎn)線投建；2024年完成10萬(wàn)噸正極、5萬(wàn)噸負(fù)極材料線項(xiàng)目建設(shè)。鈉創(chuàng)新能源2020

年

專(zhuān)利

CN108539141B

：

首

次

充

電

比

容

量

可

達(dá)186.1mAh/

g，首次放電比容量可高達(dá)166.6mAh/g，在1C倍率下循環(huán)50次以后其容量保持率最高可達(dá)

92

.92022年10月，鈉創(chuàng)“年產(chǎn)4萬(wàn)噸鈉離子正極材料項(xiàng)目”（一期）正式投產(chǎn)。預(yù)計(jì)在未來(lái)的3-5年內(nèi)，公司將分期建設(shè)8萬(wàn)噸正極材料和配套電解液生產(chǎn)線。正在積極部署50000平米萬(wàn)噸級(jí)正極材料量產(chǎn)基地，為2023年布局GWh級(jí)產(chǎn)能打下基礎(chǔ)。中偉股份 /鈉系前軀體有2-3家客戶(hù)，已完成主流客戶(hù)的送樣，預(yù)計(jì)2023年上半年可實(shí)現(xiàn)批量供貨，23H1產(chǎn)能100噸級(jí)；23H2產(chǎn)能1000噸級(jí)。：企知道專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)，天風(fēng)證券研究所正極材料-層狀金屬氧化物目前需關(guān)注的痛點(diǎn)：不可逆容量損失、易吸水受潮層狀氧化物的“苦惱”：不可逆容量損失，惡化循環(huán)性能；易吸水受潮，惡化加工性能。晶格扭曲及相變的產(chǎn)生，導(dǎo)致不可逆的容量損失，惡化循環(huán)性能。由于層狀結(jié)構(gòu)氧化物通常為過(guò)渡金屬元素與周?chē)鶄€(gè)氧形成的MO6八面體結(jié)構(gòu)組成過(guò)渡金屬層，鈉離子位于過(guò)渡金屬層之間，形成MO6多面體層與NaO6堿金屬層交替排布的層狀結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)在鈉離子電池充放電過(guò)程中會(huì)發(fā)生晶格扭曲并產(chǎn)生相變，阻礙了鈉離子的傳輸擴(kuò)散，使得大部分鈉離子游離在材料的表面，與電解液發(fā)生副反應(yīng)，形成不可逆的容量損失，同時(shí)惡化循環(huán)性能，導(dǎo)致電池性能衰減甚至失效，從而帶來(lái)安全方面的隱患。現(xiàn)有技術(shù)大部分采用摻雜極少量的變價(jià)金屬以達(dá)到改善材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性目的，如振華新材專(zhuān)利CN114975982A，鈉創(chuàng)新能源CN114005969A等。燒結(jié)后易產(chǎn)生殘堿，導(dǎo)致材料易吸水受潮，惡化加工性能。在層狀結(jié)構(gòu)氧化物制備過(guò)程中，考慮到鈉元素的流失，材料生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)加入過(guò)量鈉鹽，導(dǎo)致材料燒結(jié)后鈉鹽殘留，主要以碳酸鈉和氫氧化鈉形式存在，簡(jiǎn)稱(chēng)殘堿。如果鈉離子電池極材料的堿性過(guò)高，在加工過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致材料易吸水受潮，在攪漿過(guò)程中黏度增加，容易形成果凍狀，導(dǎo)致加工性能變差。針對(duì)此問(wèn)題，目前主要通過(guò)水洗、酸性氣體等工藝進(jìn)行改進(jìn)，如中科海納采用低溫二次燒結(jié)，使得層狀正極材料完全去除水分后，通過(guò)酸性氣體與層狀正極材料表面的殘堿反應(yīng)，降低材料表面的殘堿含量。表：提升層狀氧化物性能的相關(guān)專(zhuān)利公司名稱(chēng) 層狀氧化物路線專(zhuān)利情況振華新材CN

114975982

A：一種鈉離子電池正極材料及制法和應(yīng)用（2022.8.30）本發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的研發(fā)發(fā)現(xiàn)，提高摻雜元素的量或多元素協(xié)同摻雜對(duì)于穩(wěn)定材料的晶體結(jié)構(gòu)，降低正極材料表面的殘堿，減少鈉離子電池充放電過(guò)程中晶格扭曲，抑制相變效果顯著。鈉創(chuàng)新能源CN

114005969

A：一種金屬離子摻雜的改性鈉離子材料及其制備方法與應(yīng)用（2022.2.1）NaNixFeyMnzO2，其中x+y+z＝1。本發(fā)明通過(guò)將金屬離子成功摻雜至晶格內(nèi)且對(duì)正極材料原有的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)任何影響，電池的循環(huán)性能、容量都有顯著地提升。CN

113889603

A：一種鈉離子電池正極材料及其制備方法（2022.1.4）發(fā)明通過(guò)在合成鈉離子正極材料過(guò)程中摻入鉀離子，提高鈉離子電池正極材料的循環(huán)穩(wěn)定性。中科海鈉CN111370664B：降低鈉離子電池層狀正極材料表面殘堿含量的方法及應(yīng)用（2022.4.29）在溫度恒定的條件下，向氣氛回轉(zhuǎn)爐中通入易揮發(fā)酸性氣體1小時(shí)-5小時(shí)，通過(guò)易揮發(fā)酸性氣體去除鈉離子電池層狀正極材料的表面殘堿，降至室溫后得到降低表面殘堿后的層狀正極材料。：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池O3型層狀氧化物正極材料研究》丁飛翔

，《富鈉普魯士藍(lán)類(lèi)正極材料的合成及其電化學(xué)性能研究》賀順利，《鈉離子電池碳負(fù)極材料的制備及儲(chǔ)鈉性能研究》李旭升

，天風(fēng)證券研究所普魯士藍(lán)類(lèi)正極材料（AxMa[Mb(CN)6]1?y·□y·nH2O(0≤x≤2，0≤y<1)

，其中A為堿金屬離子；Ma和Mb為不同配位環(huán)境的過(guò)渡金屬離子；□為[Mb(CN)6]空位）具有較高的工作電勢(shì)，較為穩(wěn)定的三維框架結(jié)構(gòu)，較長(zhǎng)的循環(huán)壽命，較低的制造成本，其中利用M3+/M2+

和Fe3+/Fe2+

氧化還原電對(duì)，最多可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)Na+

的有序脫出/

嵌入，對(duì)應(yīng)理論比容量達(dá)到170

mAh/g（

以NaFe[Fe(CN)6]為例）。普魯士藍(lán)的“苦惱”：空位和間隙水導(dǎo)致電化學(xué)性能惡化。普魯士藍(lán)類(lèi)化合物在合成過(guò)程中易形成[Fe(CN)6]4-空位和間隙水，形成的空位被配位的H2O分子占據(jù)后不僅會(huì)降低材料的初始鈉含量，而且會(huì)導(dǎo)致容量在循環(huán)過(guò)程中快速下降，惡化電化學(xué)性能，阻礙實(shí)際應(yīng)用。正極材料-普魯士藍(lán)類(lèi)化合物：理論容量高，成本低，間隙水問(wèn)題需解決圖：普魯士藍(lán)類(lèi)似物框架結(jié)構(gòu)示意圖：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池O3型層狀氧化物正極材料研究》丁飛翔，

《富鈉普魯士藍(lán)類(lèi)正極材料的合成及其電化學(xué)性能研究》賀順利，《鈉離子電池正極材料Na3V2(PO4)3研究進(jìn)展》東鵬等，能源技術(shù)情報(bào)公眾號(hào)，企知道專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)，天眼查，wind，天風(fēng)證券研究所聚陰離子化合物NaxMy(XaOb)zZw，（M為T(mén)i、V、Cr、Mn、Fe、Ni等中的一種或幾種；X為S、P等；Z為F等），是由聚陰離子多面體和過(guò)渡金屬離子多面體通過(guò)強(qiáng)共價(jià)鍵連接形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的化合物，鈉離子占據(jù)其中的通道位置。目前一系列包括磷酸根和氟磷酸根在內(nèi)的聚陰離子化合物在鈉離子電池中得到了廣泛的研究，也取得了許多顯著和重要的進(jìn)展。然而聚陰離子化合物存在的一些瓶頸仍然限制了實(shí)際應(yīng)用，例如有限的容量和低的電導(dǎo)率。因而在研究工作中，特別關(guān)注該材料的設(shè)計(jì)，反應(yīng)機(jī)理的表征以及電化學(xué)性能的改善策略。聚陰離子的“苦惱”：含釩=成本高+有毒，降釩+降本是產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵掣肘。磷酸釩鈉（Na3V2(PO4)3），因具有理論容量大、化學(xué)穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)、天然豐度高等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注。然而由于磷酸釩鈉中含釩元素，也存在成本較高和具有毒性等問(wèn)題（釩的價(jià)格相較于鐵、錳等金屬波動(dòng)性較大，且相較于鐵、錳等金屬價(jià)格較高）。（1）降釩是聚陰離子研究的重點(diǎn)方向之一。2021年武漢大學(xué)曹余良（珈鈉能源創(chuàng)始人）團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出最高可逆放電容量（0.2C時(shí)為110.9

mAh

g-1）和最佳倍率性能（100

C時(shí)為52

mAh

g-1）的無(wú)釩磷酸鹽材料——Na4Fe2.91(PO4)2(P2O7)，該材料屬于鐵基磷酸鹽體系。正極材料-聚陰離子化合物：成本低、循環(huán)好，有望應(yīng)用于中遠(yuǎn)期儲(chǔ)能市場(chǎng)圖：釩價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵、錳價(jià)格（萬(wàn)元/噸）141210864202021年6月2021年7月2021年8月2021年9月2021年10月2021年11月2021年12月2022年1月2022年2月2022年3月2022年4月2022年5月2022年6月2022年7月2022年8月2022年9月五氧化二釩:98%(國(guó)產(chǎn))鐵礦石(國(guó)產(chǎn)礦)二氧化錳:錳酸鋰型(國(guó)產(chǎn))缺點(diǎn)固相法反應(yīng)條件可控、成本低、操作過(guò)程簡(jiǎn)單且易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)具有較差的倍率性能和循環(huán)性能溶膠-凝膠法可將原料在短時(shí)間實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物之間分子水平上的混合，前驅(qū)體在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)擴(kuò)散尺度可以達(dá)到納米水平，致使產(chǎn)物NVP的形貌為均勻的球狀顆粒（粒徑為0.5～1.5μm）、比表面積相對(duì)較大工藝復(fù)雜、處理周期長(zhǎng)，由溶膠到粉體需要消耗大量時(shí)間和能量，不利于工業(yè)化生產(chǎn)水熱法具有晶粒生長(zhǎng)完全、粒徑?。ㄒ话阍?00nm左右）、顆粒二次生長(zhǎng)減少、分散性好、可以實(shí)現(xiàn)多種形貌調(diào)控等優(yōu)勢(shì)，并且可以提供連續(xù)電子/離子遷移通道，提高離子遷移率水熱條件不易控制、成本較高、產(chǎn)量較低表：磷酸釩傳統(tǒng)鈉合成工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比制備方法 優(yōu)點(diǎn)：企知道專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)，天風(fēng)證券研究所（2）降釩之外，硫酸鹽探索（眾鈉能源）為聚陰離子降本提供新思路。鐵基硫酸鹽：鐵基硫酸鹽類(lèi)聚陰離子正極材料具有高工作電壓和低生產(chǎn)成本等顯著優(yōu)勢(shì)，但由于其純相材料的本征電導(dǎo)率低，嚴(yán)重影響著該類(lèi)型正極材料的儲(chǔ)鈉電化學(xué)性能，有著儲(chǔ)鈉比容量較低、長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性較差等缺陷。眾鈉能源是該路線的代表性企業(yè)，擁有專(zhuān)利“CN115020681A：一種碳包裹的硫酸鐵鈉正極材料及其制備方法”和專(zhuān)利“CN114267838A：一種鈉離子電池復(fù)合正極材料及其制備方法”，公司通過(guò)技術(shù)研發(fā)改善了硫酸鹽正極材料儲(chǔ)鈉克容量偏低、工作電位持續(xù)下降、循環(huán)穩(wěn)定性差、倍率性能和低溫工作性能不佳等問(wèn)題。正極材料-聚陰離子化合物：硫酸鹽系列打開(kāi)中長(zhǎng)期降本空間圖：眾鈉能源專(zhuān)利CN115020681A性能數(shù)據(jù)圖：眾鈉能源專(zhuān)利CN114267838A性能數(shù)據(jù)：《鈉離子電池關(guān)鍵材料研究及工程化探索進(jìn)展》黨榮彬等，《鈉離子電池碳基負(fù)極材料研究進(jìn)展》蔡旭萍等，《鈉離子電池正負(fù)極材料研究新進(jìn)展》潘都等，天風(fēng)證券研究所負(fù)極材料：傳統(tǒng)石墨負(fù)極儲(chǔ)鈉能力差，硬碳/軟碳是相對(duì)更理想的鈉電負(fù)極材料理想的鈉離子電池負(fù)極材料應(yīng)當(dāng)盡量滿足：1）工作電壓低；2）比容量高；3）首周庫(kù)侖效率高；4）壓實(shí)密度高；5）電子和離子電導(dǎo)率高；6）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(體積形變小)，空氣穩(wěn)定；7）成本低廉和安全無(wú)毒等特點(diǎn)。現(xiàn)有能夠用于鈉離子電池的負(fù)極材料主要包括：碳基材料、合金類(lèi)材料、和金屬基復(fù)合物材料，其中碳基材料由于具有導(dǎo)電性好、成本低廉、無(wú)毒環(huán)保，成為鈉離子電池負(fù)極材料的首選。碳基材料主要包括石墨類(lèi)材料、無(wú)定形碳材料（軟硬碳）、納米碳材料。其中，石墨負(fù)極在碳酸酯電解液中幾乎不具備儲(chǔ)鈉能力，在醚類(lèi)溶劑中雖能使溶劑化的鈉離子共嵌到石墨層中，但其低的容量、

高的電壓以及電解液參與反應(yīng)會(huì)降低實(shí)際電池的能量密度，因此石墨負(fù)極在鈉離子電池中難以使用。圖：石墨烯、軟碳、硬碳和石墨的微觀結(jié)構(gòu)與儲(chǔ)鈉表現(xiàn)負(fù)極材料：硬碳高性能與軟碳低成本，魚(yú)和熊掌不可兼得軟碳VS硬碳：硬碳比容量占優(yōu)，軟碳經(jīng)濟(jì)性占優(yōu)，目前硬碳是主流。硬碳內(nèi)部碳微晶在晶體c軸方向上的碳片層堆積較少且整體呈現(xiàn)出隨機(jī)取向排列的特點(diǎn)，前驅(qū)體主要包括樹(shù)脂、瀝青及生物質(zhì)三類(lèi)。

硬碳材料具有長(zhǎng)循環(huán)壽命，儲(chǔ)鈉的比容量相對(duì)較高并且具有低電壓平臺(tái)，但仍面臨著首次庫(kù)侖效率低、倍率性能略差等問(wèn)題。相比之下，石墨烯相關(guān)材料往往呈現(xiàn)出更高的平均電壓和更低的庫(kù)倫效率，而軟碳的儲(chǔ)鈉比容量較低，因此硬碳綜合性能相對(duì)較優(yōu)，具有較廣闊的應(yīng)用前景。軟碳是有序度較高，是在2800℃以上高溫?zé)峤饽軌蛲耆姆蔷疾牧?，前?qū)體主要是石油焦和瀝青這類(lèi)礦物質(zhì)，具有低成

本優(yōu)勢(shì)。軟碳材料具有更高的電子導(dǎo)電性和倍率性能，但由于石墨化程度比較高，直接碳化的軟碳材料在鈉離子電池中表現(xiàn)出

較

低的可逆容量，儲(chǔ)鈉容量較低，實(shí)用性受限。表：軟硬碳性能對(duì)比硬碳軟碳微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)部碳微晶在晶體c軸方向上的碳片層堆積較少且整體呈現(xiàn)出隨機(jī)取向排列的特點(diǎn)，存在較多的納米空隙因而可較好的容納活性離子以進(jìn)行電化學(xué)儲(chǔ)能。內(nèi)部碳微晶的碳片層呈現(xiàn)出短程有序-長(zhǎng)程無(wú)序的堆積特點(diǎn)，因而是一種亂層堆積結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的碳層排列規(guī)整度比硬碳要好。儲(chǔ)鈉行為比容量導(dǎo)電性容量和電壓曲線表現(xiàn)出了斜坡和平臺(tái)共存的現(xiàn)象；具有儲(chǔ)鈉

其儲(chǔ)鈉電壓和容量曲線沒(méi)有固定的電壓平臺(tái)，僅表現(xiàn)出一個(gè)斜坡區(qū)域。容量高、儲(chǔ)鈉電勢(shì)低的優(yōu)勢(shì)。 但儲(chǔ)鈉時(shí)具有較好的循環(huán)性能和倍率保持率。高 低低 高碳源木質(zhì)素、蔗糖、葡萄糖、有機(jī)聚合物、纖維素、羊毛、棉花、

主要為石油系或煤系的焦碳以及將富含稠環(huán)芳烴化合物(煤瀝青、石油酚醛樹(shù)脂、花生殼、香蕉皮、柚子皮、苔蘚、堅(jiān)果殼、木材、

瀝青或中間相瀝青等)碳化后的產(chǎn)物煤、氧化瀝青成本 高 低：《鈉電池負(fù)極及其界面設(shè)計(jì)研究》李鈺琦，《鈉離子電池硬炭負(fù)極材料的研究進(jìn)展》張麗君等，《儲(chǔ)鈉碳負(fù)極形性調(diào)控及其電化學(xué)性能研究》 陳俊，

《硬碳材料的功能化設(shè)計(jì)及其在鈉離子電池負(fù)極中的應(yīng)用》馮鑫等，《鈉離子電池軟碳基負(fù)極材料研究進(jìn)展》劉彬華等，《鈉離子電池炭基負(fù)極材料研究進(jìn)展》呂晗等，《鈉離子電池碳基負(fù)極材料研究進(jìn)展》蔡旭萍等，天風(fēng)證券研究所：《硬碳材料合成及其在鈉離子電池負(fù)極中的應(yīng)用研究》洪坤磊，《硬碳材料的功能化設(shè)計(jì)及其在鈉離子電池負(fù)極中的應(yīng)用》馮鑫等，發(fā)明《酚醛環(huán)氧樹(shù)脂基硬碳材料的制法和硬碳材料及鈉離子電池》，《鋰離子電池硬碳負(fù)極材料的研究進(jìn)展》李玉龍等，《鈉離子電池?zé)o定形碳負(fù)極材料研究》孟慶施，Wind，天風(fēng)證券研究所硬碳材料的制備通常是通過(guò)熱解各種含碳前驅(qū)體得到的，前驅(qū)體的不同會(huì)導(dǎo)致硬碳材料電化學(xué)性能的差別，我們認(rèn)為前驅(qū)體材料的選擇是硬碳生產(chǎn)過(guò)程中門(mén)檻較高的環(huán)節(jié)。根據(jù)前驅(qū)體來(lái)源不同主要可以分為三類(lèi)硬碳：樹(shù)脂基(酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚糠醇等)硬碳、瀝青基(煤焦油瀝青、石油瀝青、天然瀝青等)硬碳、生物質(zhì)基(纖維素、木質(zhì)素、淀粉等)硬碳。樹(shù)脂基硬碳：最常見(jiàn)的是酚醛樹(shù)脂基硬碳，具備最佳的電化學(xué)性能，表現(xiàn)為優(yōu)異的循環(huán)性能、更高的可逆比容量及更好的倍率性能。然而其成本是最高的，自2021年以來(lái)酚醛樹(shù)脂價(jià)格穩(wěn)定在12000元/噸左右，成本劣勢(shì)成為了樹(shù)脂基硬碳的痛點(diǎn)。瀝青基硬碳：由于制備價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛和殘?zhí)悸矢?，瀝青成為一系列高質(zhì)量硬碳前驅(qū)體。然而由于原始瀝青具有石墨化的性質(zhì)，直接碳化很容易形成類(lèi)石墨結(jié)構(gòu)，因此需要對(duì)瀝青進(jìn)行預(yù)處理，導(dǎo)致制備工藝要求高；且其組成復(fù)雜，在材料制備過(guò)程中批次之間容易出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不均一，制備過(guò)程還存在環(huán)境污染。待其制備技術(shù)成熟、可為下游穩(wěn)定提供高性能硬碳材料時(shí)，其或?qū)⒅鸩饺〈a(chǎn)工藝難度小的生物質(zhì)基硬碳材料，具有很大的市場(chǎng)潛力。負(fù)極材料-硬碳：前驅(qū)體來(lái)源廣，樹(shù)脂基成本高/瀝青基制備難度大，非目前主流方向圖：硬碳形成過(guò)程示意圖圖：酚醛樹(shù)脂價(jià)格走勢(shì)圖（元/噸）12150.0012100.0012050.0012000.0011950.0011900.0011850.00：《植物生物質(zhì)構(gòu)建鈉離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展》肖高等，《鋰離子電池硬碳負(fù)極材料的研究進(jìn)展》李玉龍等，《椰殼基硬炭作為鈉離子和鉀離子電池負(fù)極的電化學(xué)性能研究》黃滔等，新能源前線公眾號(hào)，《鈉離子電池硬炭負(fù)極材料的研究進(jìn)展》張麗君等，《Asustainableroute

fromcorn

stalksto

N,P-Dual

dopingcarbon

sheets

towardhigh

performancesodium-ion

batteries

anode.》DecaiQin等，天風(fēng)證券研究所生物質(zhì)基硬碳：生物質(zhì)由于來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、綠色環(huán)保，而且其本身就具有豐富的雜原子和獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，是另一種重要的硬碳前驅(qū)體。常見(jiàn)的生物質(zhì)包括

木質(zhì)纖維素類(lèi)（喬木類(lèi)、秸稈類(lèi)、干質(zhì)果殼類(lèi)）和

多糖淀粉類(lèi)（種子類(lèi)）等，椰子殼和秸稈則是其中較為典型的兩種生物質(zhì)材料。椰子殼路線：其作為負(fù)極的鈉離子電池性能理想，具有較高的可逆比容量及長(zhǎng)循環(huán)壽命，可逆比容量為305mAh/g，首次庫(kù)倫效率為79.3%，在0.1A/g的電流密度下循環(huán)130周后容量保持率為97.8%，且具有機(jī)械強(qiáng)度和振實(shí)密度高、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、灰分含量低等特點(diǎn)，有望成為一種較為理想的鈉離子電池負(fù)極材料。秸稈路線：一方面其性能同樣優(yōu)秀，秸稈中含有大量的氧和微量的氮，富氧官能團(tuán)可以產(chǎn)生更多的電化學(xué)活性位點(diǎn)，一定量的氮?jiǎng)t可以增加碳材料的導(dǎo)電性，根據(jù)Qin等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈在0.25C電流密度下循環(huán)100次后，擁有277mA·h/g的比容量，在1C下循環(huán)20次后也擁有202mA·h/g的比容量，即使是在5C的高電流密度下循環(huán)2000次，仍擁有105mA·h/g的比容量，表明該材料具有非常出色的循環(huán)穩(wěn)定性和優(yōu)異的電子傳輸能力，在較長(zhǎng)的充放電周期中仍能保持穩(wěn)定的比容量。

另一方面秸稈產(chǎn)量

可觀，可避免露天燃燒處理而造成的資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。生物質(zhì)雖然是一種優(yōu)質(zhì)碳的來(lái)源，但各種生物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致衍生的硬碳的性能之間存在巨大差異；且存在大量無(wú)機(jī)雜質(zhì)，需要進(jìn)一步探索出綠色環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單的雜質(zhì)去除過(guò)程；此外，生物質(zhì)容易受到季節(jié)和環(huán)境的制約，導(dǎo)致供應(yīng)鏈穩(wěn)定性較差。圖：椰殼前驅(qū)體的

SEM

照片(a)，椰殼基硬炭的

SEM

照片(b)和

HRTEM照片(c)圖：從玉米秸稈中合成N/P

雙摻雜碳片的示意圖負(fù)極材料-硬碳：生物質(zhì)基是目前研究重點(diǎn)，秸稈、毛竹等有望批量應(yīng)用：《鈉離子電池硬炭負(fù)極材料的研究進(jìn)展》張麗君等，《鈉離子電池硬碳負(fù)極材料研究進(jìn)展》劉飛等，智譜投研公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所性能短板：低的首次庫(kù)倫效率和差的倍率性是硬碳性能的短板，通過(guò)優(yōu)化工藝流程得到初步解決。首次庫(kù)倫效率：硬碳具有大的比表面積和大量缺陷，從而造成低的首次庫(kù)倫效率。而首次庫(kù)倫效率低反應(yīng)了電池在首次充放電過(guò)程中發(fā)生了大量的不可逆反應(yīng)，其中主要包括再循環(huán)過(guò)程中電解液分解形成電解質(zhì)界面膜（SEI）對(duì)部分鈉離子的消耗和由高比表面積、孔隙、缺陷和官能團(tuán)引起的其他不可逆反應(yīng)的結(jié)果。在全電池中，鈉含量的消耗直接影響電池的容量，低的庫(kù)倫效率必將造成電池整體容量的較大衰減。因此，減小硬碳負(fù)極材料的比表面積、減少缺陷及閉合部分孔隙，從而提高硬碳材料的庫(kù)倫效率是產(chǎn)業(yè)化必須解決的問(wèn)題。目前在工藝流程上，可通過(guò)軟硬碳復(fù)合、小分子填補(bǔ)缺陷以及降低熱解速率等措施得到提升。倍率性能：反應(yīng)出負(fù)極材料內(nèi)部動(dòng)力學(xué)性能，其中包括電子的導(dǎo)電性和離子的擴(kuò)散速率。普遍認(rèn)為，相對(duì)于鈉離子在硬碳材料層間的脫嵌，在材料表面缺陷的吸/脫附相對(duì)來(lái)說(shuō)更容易。豐富的缺陷及較大的層間距都有利于硬碳倍率性能的提升。目前在工藝流程上，可通過(guò)軟硬模板結(jié)合法、堿活化、摻雜等來(lái)改善。表：硬碳負(fù)極主流廠商布局情況負(fù)極材料-硬碳：首次庫(kù)倫效率和倍率性能是核心參數(shù)指標(biāo)公司現(xiàn)狀主要技術(shù)路線產(chǎn)線情況可樂(lè)麗量產(chǎn)生物質(zhì)基千噸級(jí)佰思格量產(chǎn)生物質(zhì)基千噸級(jí)，有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃貝特瑞量產(chǎn)生物質(zhì)基、瀝青基百?lài)嵓?jí)，有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃杉杉股份量產(chǎn)生物質(zhì)基、瀝青基百?lài)嵓?jí)中科電氣小試樹(shù)脂基-翔豐華小試生物質(zhì)基-珈鈉能源中試生物質(zhì)基-元力股份中試生物質(zhì)基可利用活性炭產(chǎn)線鑫森炭業(yè)中試生物質(zhì)基可利用活性炭產(chǎn)線：《鈉離子電池軟碳基負(fù)極材料研究進(jìn)展》劉彬華等，《生物質(zhì)衍生碳基負(fù)極材料的制備及其儲(chǔ)鈉性能的研究》郭帥，中科院物理所官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所軟碳成本低、產(chǎn)碳率高、電子傳導(dǎo)性好，但較低的可逆容量嚴(yán)重制約了其在鈉離子電池中的應(yīng)用。制備軟碳材料的前驅(qū)體主要包括

石油化工原料及其下游產(chǎn)品，如煤、瀝青、石油焦等，原料成本較為低廉。相比于硬碳，軟碳中富含的sp2碳導(dǎo)致更高的電子導(dǎo)電性和倍率性能，但是直接碳化的軟碳材料在鈉離子電池中表現(xiàn)出較低的可逆

容量，儲(chǔ)鈉容量較低，而且沒(méi)有儲(chǔ)鈉平臺(tái)，限制了其實(shí)用性。近期研究表明，通過(guò)制備納米結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)多孔結(jié)構(gòu)來(lái)有利于鈉離子的快速傳輸；異相原子摻雜來(lái)增加其層間距、提高電導(dǎo)率和缺陷數(shù)量；預(yù)氧化策略可以有效抑制其石墨化，促進(jìn)無(wú)序結(jié)構(gòu)的形成，從而有效提升儲(chǔ)鈉容量。

這些方法均為改性軟碳材料以提升

其儲(chǔ)鈉容量提供了理論基礎(chǔ)。中科院無(wú)煙煤技術(shù)賦予軟碳負(fù)極新前景。中科院物理所采用其作為前驅(qū)體，得到一種新型軟碳材料。不同于來(lái)自于瀝青的軟碳材料，其在1600°C以下仍具有較高的無(wú)序度，產(chǎn)碳率高達(dá)90%，儲(chǔ)鈉容量達(dá)到220mAh/g，循環(huán)穩(wěn)定性?xún)?yōu)異，最重要的是在所有的碳基負(fù)極材料中具有最高的性?xún)r(jià)比。以其作為負(fù)極和Cu基層狀氧化物作為正極制作的軟包電池的能量密度達(dá)到100Wh/kg，在1C充放電倍率下容量保持率為80%。我們認(rèn)為，未來(lái)隨著更多研究成果的出現(xiàn)和低成本的驅(qū)動(dòng)，如果能以低成本軟碳為前驅(qū)體，成功制備出高性能的碳負(fù)極材料，將進(jìn)一步促進(jìn)鈉離子電池的發(fā)展，屆時(shí)軟碳或?qū)⒃阝c電負(fù)極市場(chǎng)分得更大份額。負(fù)極材料-軟碳：儲(chǔ)鈉比容量較低，中科院無(wú)煙煤技術(shù)賦予軟碳負(fù)極新前景表：軟碳負(fù)極的研究進(jìn)展及性能參數(shù)研究者 年份發(fā)現(xiàn)與進(jìn)展Doeff

1993首次以石油焦為碳源熱解制備軟碳負(fù)極材料，并發(fā)現(xiàn)采用乙醚作為電解液溶劑時(shí)可有效提高儲(chǔ)鈉性能。Hu2016 將軟碳與硬碳相復(fù)合，并加入酚醛樹(shù)脂，顯示出88的首次庫(kù)倫效率；后選取儲(chǔ)量豐富、成本低廉的無(wú)煙煤作為碳源，表現(xiàn)出良好的市場(chǎng)前景。Miao2017 利用煤焦油瀝青與磷酸混合熱解，成功制備出磷摻雜軟碳材料。有效提高材料的儲(chǔ)鈉容量，當(dāng)測(cè)試條件為100mAg-1時(shí)呈現(xiàn)出251mAhg-1的比容量，在充放電200次其容量保持率可達(dá)到80.1。Lu2018 在瀝青基軟碳制備過(guò)程中，采用預(yù)氧化策略抑制材料石墨化，其可逆比容量由改性前的94mAhg-1提高至300.6mAhg-1，顯示出88.6的高首次庫(kù)倫效率。：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池有機(jī)電解液的性能優(yōu)化研究》胡安準(zhǔn)

、《有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展》張福明等，豐山集團(tuán)公告，天風(fēng)證券研究所電解液是鈉離子電池的關(guān)鍵材料之一，在電池正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)和輸送能量的作用，在很大程度上決定了電池的工作機(jī)制，影響著電池的安全性、循環(huán)壽命和倍率性能等指標(biāo)。鋰鈉離子電池電解液生產(chǎn)體系可沿用，壁壘在配方技術(shù)，而非產(chǎn)能。現(xiàn)有六氟磷酸鋰生產(chǎn)路線可切換生產(chǎn)六氟磷酸鈉，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能共享，核心競(jìng)爭(zhēng)壁壘主要是配方技術(shù)而非產(chǎn)能。鈉離子電池電解液主要分為液體電解液、固液復(fù)合電解液和固體電解液三大類(lèi)。其中液體電解液又分為有機(jī)液體電解液、水系電解液和離子液體電解液。固體電解液分為無(wú)機(jī)固體電解液和固體聚合物電解液。電解液：與鋰電體系相通，有機(jī)電解液前景較優(yōu)鈉離子電池電解液液體電解液有機(jī)酯類(lèi)醚類(lèi)水系離子固液復(fù)合電解液固體電解液無(wú)機(jī)固體固體聚合物圖：鈉離子電池電解液技術(shù)路線分類(lèi)總覽有機(jī)電解液性?xún)r(jià)比突出，實(shí)際運(yùn)用中前景較優(yōu)。液體電解液中，有機(jī)電解液具有穩(wěn)定的電化學(xué)性能、較高的離子電導(dǎo)率以及較低的價(jià)格水平，是鈉離子電池實(shí)際應(yīng)用中較有前景的選擇之一。水系電解液具有高離子電導(dǎo)率、低成本和良好的安全性，但受限于水的分解電位，水系電解液的工作電壓范圍小，嚴(yán)重制約了鈉離子電池的能量密度。離子液體電解液具有寬電化學(xué)窗口和高安全性，但其高成本和高粘度阻礙了其大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。固液復(fù)合電解液與固體電解液有較強(qiáng)的安全性，但存在電導(dǎo)率不足、界面兼容性等問(wèn)題需要解決，目前不適合大規(guī)模應(yīng)用。固液復(fù)合電解液通常被稱(chēng)作凝膠聚合物電解液，其相對(duì)于液體電解液，電導(dǎo)率較低，但是安全性較高，在一定程度上解決了液體電解質(zhì)易燃等安全性問(wèn)題，但是其離子電導(dǎo)率和與電極的界面關(guān)系仍需進(jìn)一步突破。固體電解液具有不易燃性，良好的熱穩(wěn)定性以及較強(qiáng)的力學(xué)性能，通常被用來(lái)解決液體電解液存在的安全性問(wèn)題，但也存在界面不穩(wěn)定、離子遷移困難和制備工藝等方面的問(wèn)題，大規(guī)模應(yīng)用存在困難。：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池用離子液體電解液的性能研究》劉利賓、《鈉離子電池有機(jī)電解液的性能優(yōu)化研究》胡安準(zhǔn)、《有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展》張福明等，天風(fēng)證券研究所電解液-溶劑：碳酸酯類(lèi)為主，多種溶劑混合使用醚類(lèi)的SEI膜，首效高，倍率性 循環(huán)性能較差類(lèi)別 名稱(chēng)熔點(diǎn)Tm／℃沸點(diǎn)Tb／℃介電常數(shù)（25℃）粘度（25℃） 優(yōu)勢(shì) 缺陷EC36.424889.782.1PC-48.824264.922.53碳酸酯類(lèi) DEC-74.31262.8050.75 價(jià)格較低，電導(dǎo)率高，熱穩(wěn) 容易形成過(guò)厚的SEI膜，降低定性強(qiáng) 比容量DMC4.6913.1070.59EMC-531102.9580.65DOL-9574--DME-58847.180.46 可在負(fù)極表面形成薄而穩(wěn)定Diglyme-641627.41.06 能好Triglyme-462167.533.39溶劑是電解液的主要成分，它的性能緊緊影響著電池和電解液的性能。在選擇溶劑時(shí)應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：（1）對(duì)電極呈惰性，在電池充放電過(guò)程中不與正負(fù)極材料發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，穩(wěn)定性好；（2）

具有較小的粘度和較高的介電常數(shù)，以保證鈉鹽有足夠的溶解度，保證較高的電導(dǎo)率；（3）

熔點(diǎn)要低（-40℃以下），沸點(diǎn)要高（150℃以上），以保證較寬的液程，以使鈉離子電池有較寬的工作溫度范圍和良好的高低溫性能；（4）

與正負(fù)極材料有很好的相容性。目前主流溶劑為碳酸酯類(lèi)產(chǎn)品，價(jià)格及性能等綜合優(yōu)勢(shì)凸顯。實(shí)際應(yīng)用中?；旌隙喾N溶劑，平衡化學(xué)性質(zhì)。鈉電池的有機(jī)溶劑主要分為碳酸酯、醚等類(lèi)型：碳酸酯類(lèi)溶劑憑借其較低的價(jià)格，較高的電導(dǎo)率以及較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用。包括環(huán)狀碳酸酯溶劑如碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）和鏈狀碳酸酯溶劑如碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）等。在所有的酯類(lèi)溶劑中，EC具有較高的介電常數(shù)是最重要的溶劑之一，但是由于其熔點(diǎn)較高（36.4℃），在室溫下是固體狀態(tài)限制了其單獨(dú)作為溶劑使用，通常與其他有機(jī)溶劑（如PC/DEC/DMC/EMC）混合使用來(lái)改善電解液的離子電導(dǎo)率、黏度、電化學(xué)穩(wěn)定性。相比于醚類(lèi)溶劑，碳酸酯類(lèi)溶劑容易形成較厚的SEI膜，產(chǎn)生較低的首次庫(kù)倫效率。醚類(lèi)溶劑可在負(fù)極表面形成薄而穩(wěn)定的SEI膜，提升倍率性能。由于在陽(yáng)極上鈍化能力差，在超過(guò)4V以上的工作電壓下不穩(wěn)定，醚類(lèi)溶劑很少用于鋰離子電池。但醚類(lèi)溶劑在鈉電體系中具有較好的抗氧化還原能力，相比酯類(lèi)溶劑其可以在負(fù)極表面生成更薄、更穩(wěn)定的SEI膜，具有更高的首次庫(kù)侖效率。醚類(lèi)溶劑通常根據(jù)含有氧原子數(shù)目和鏈長(zhǎng)分為1,3－二氧戊環(huán)（DOL）、乙二醇二甲醚（DME）、二乙二醇二甲醚（Diglyme）和四乙二醇二甲醚（Triglyme）４種。由于過(guò)薄的SEI膜不能有效抵擋長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化，循環(huán)性能相對(duì)較差。

表：常用溶劑的物化性能

：中國(guó)知網(wǎng)《鋰離子電池的工作原理與關(guān)鍵材料》韓嘯等、《有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展》張福明等、《鈉離子電池有機(jī)電解液的性能優(yōu)化研究》胡安準(zhǔn)，天風(fēng)證券研究所溶質(zhì)作為電池電解液關(guān)鍵成分之一，直接決定電解液的性能。和鋰離子電池以鋰鹽作為溶質(zhì)提供Li+相似，鈉離子電池的溶質(zhì)為鈉鹽，是Na+的主要提供者，不但影響電池的功率和循環(huán)性能，還會(huì)影響容量和安全性。在選擇鈉鹽時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)原則:（1）本身的物化性能包括黏度、電導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性等優(yōu)異；（2）與溶劑混合后對(duì)電極的兼容性；（3）保持對(duì)電池其他組分具有電化學(xué)惰性的特點(diǎn)，例如電極、隔膜和集流體等。電解液-溶質(zhì)：性能存在缺陷，六氟磷酸鈉生產(chǎn)技術(shù)需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)表：鋰離子電池、鈉離子電池常用溶質(zhì)對(duì)比LiPF6綜合性能優(yōu)異，具有較好的抗氧化性能和良好的鋁箔鈍化能力，已被廣泛應(yīng)用于商業(yè)鋰離子電池中。NaPF 熱穩(wěn)定性強(qiáng)，具有較高電導(dǎo)率，但對(duì)水敏感，6 容易產(chǎn)生有害氣體削弱SEI膜但對(duì)溫度敏感，即使在室溫下也會(huì)發(fā)生分解LiBF4耐高低溫性能優(yōu)異；但電導(dǎo)率低，常溫性能差NaBF4 電導(dǎo)率較低LiCLO 溶解性好，離子電導(dǎo)率高，耐氧化能力強(qiáng)，成本較 NaCLO 應(yīng)用于碳質(zhì)電極會(huì)使其具有較高的容量和較高4 低；但具有強(qiáng)氧化性，容易引發(fā)安全問(wèn)題 4 的庫(kù)侖效率，但難于干燥且易制爆鋰電池常用溶質(zhì)鈉電池常用溶質(zhì)名稱(chēng)性能名稱(chēng)性能LiAsF5離子導(dǎo)電率高，不易水解，成膜性好；但會(huì)生成有毒物質(zhì)，商業(yè)化受限NaBOB新型環(huán)保鈉鹽，具有較高熱穩(wěn)定性，但溶解度較低：中國(guó)知網(wǎng)《有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展》張福明等、《鈉離子電池有機(jī)電解液的性能優(yōu)化研究》胡安準(zhǔn)，天風(fēng)證券研究所三條路線各有優(yōu)缺，

NaPF6

綜合性能最佳。市場(chǎng)上鈉鹽大致分為含氟鈉鹽（

NaPF6

，

NaTFSI

，

NaFSI

等）

，

含硼鈉鹽（NaBF4,NaBOB等）以及其他鈉鹽（NaCLO4等）三條路線。NaPF6除了本質(zhì)的安全問(wèn)題外，綜合性能最佳，是目前較為常用的鈉鹽。由于其化學(xué)性質(zhì)，每種鈉鹽的應(yīng)用各有優(yōu)缺：NaPF6

熱穩(wěn)定性強(qiáng)，具有較高的電導(dǎo)率，在300℃時(shí)幾乎沒(méi)有安全損失，但NaPF6對(duì)水很敏感，容易產(chǎn)生高度腐蝕性的氫氟酸（HF）與SEI膜的堿性成分反應(yīng)，產(chǎn)生有害氣體來(lái)削弱剛性SEI膜；含氟磺酰基團(tuán)的鈉鹽（NaTFSI，NaFSI等）雖然具有較高的熱穩(wěn)定性和無(wú)毒的特點(diǎn)，但是其陰離子對(duì)鋁箔集流體具有腐蝕作用。NaBF4是常見(jiàn)的含硼鈉鹽，但受制于電導(dǎo)率的限制，應(yīng)用較少。NaBOB是一種新型環(huán)保鈉鹽，具有較高熱穩(wěn)定性，但受制于溶解度無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用。NaCLO4應(yīng)用于碳質(zhì)電極會(huì)使其具有較高的容量和較高的庫(kù)侖效率，但NaCLO4難于干燥且易制爆。電解液-溶質(zhì)：性能存在缺陷，六氟磷酸鈉生產(chǎn)技術(shù)需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)表：不同鈉鹽的化學(xué)性能、優(yōu)勢(shì)和缺陷類(lèi)別 名稱(chēng) 相對(duì)分子質(zhì)量電導(dǎo)率 優(yōu)勢(shì) 缺陷(g/mol)(mS

/cm)對(duì)水很敏感，容易產(chǎn)生高度腐蝕性的NaPF6含氟鈉鹽167.97.98熱穩(wěn)定性強(qiáng)，具有較高的電導(dǎo)率氫氟酸（HF）與SEI膜的堿性成分反應(yīng)，產(chǎn)生有害氣體來(lái)削弱剛性SEI膜。NaTFSI303.16.2較高的熱穩(wěn)定性和無(wú)毒其陰離子對(duì)鋁箔集流體具有腐蝕作用NaFSI203.3/NaBF4109.8//電導(dǎo)率較低NaBOB209.80.256新型環(huán)保鈉鹽，具有較高熱穩(wěn)定性溶解度小含硼鈉鹽其他鈉鹽NaCLO4122.46.4應(yīng)用于碳質(zhì)電極會(huì)使其具有較高的容量和庫(kù)侖效率4NaCLO

難于干燥且易制爆：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池用電解質(zhì)鈉鹽的研究進(jìn)展》蘆紅莉等，各公司公告，高工鋰電公眾號(hào)，起點(diǎn)鋰電公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所適配高性能鈉電，鈉鹽材料應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。目前，常用的鈉鹽主要有六氟磷酸鈉(NaPF6)、高氯酸鈉(NaClO4)和雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉(NaTFSI)等，但它們都存在一定的缺陷，難以滿足高性能鈉離子電池的需求。要提高鈉離子電池的性能，除了使用添加劑(如氟代碳酸乙烯酯)外，還需要尋找高性能的鈉鹽。目前，理論層面上發(fā)現(xiàn)部分含氰基無(wú)氟鈉鹽、有機(jī)硼酸類(lèi)鈉鹽、氟類(lèi)咪唑衍生物鈉鹽和有機(jī)酰胺類(lèi)等鈉鹽具備一定的性能優(yōu)勢(shì)。篩選性能優(yōu)良的鈉鹽，進(jìn)而加入添加劑優(yōu)化電解質(zhì)體系，從而提高

SEI

的穩(wěn)定性、抑制鈉枝晶的生長(zhǎng)及改善電極材料/電解液的界面相容性，是今后研究的重點(diǎn)。六氟磷酸鈉的生產(chǎn)技術(shù)儲(chǔ)備為行業(yè)壁壘。多氟多2022年9月表示，六氟磷酸鈉均價(jià)超過(guò)50萬(wàn)/噸，其價(jià)格受限于鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化處于行業(yè)早期，上游產(chǎn)品未成規(guī)?；?，并且六氟磷酸鈉的生產(chǎn)技術(shù)儲(chǔ)備為行業(yè)壁壘，難度較大。電解液-溶質(zhì)：性能存在缺陷，六氟磷酸鈉生產(chǎn)技術(shù)需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)表：高性能鈉鹽性質(zhì)名稱(chēng)優(yōu)勢(shì)NaTCP改善固體聚合物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率低的缺陷，具有電化學(xué)穩(wěn)定窗口寬、與鋁集流體相容性好和對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)能形成穩(wěn)定的

SEI膜、與正極材料有良好的兼NaODFB 容性的優(yōu)點(diǎn)，有望代替

NaPF6

和NaClO4在非水系電解液的地位。NaTDI

和NaPDI抑制電解液對(duì)鋁箔的腐蝕，為解決鋁腐蝕問(wèn)題提供了途徑名稱(chēng)產(chǎn)能多氟多六氟磷酸鈉已商業(yè)化量產(chǎn)，具備1000噸左右產(chǎn)能生產(chǎn)能力天賜材料 已有量產(chǎn)六氟磷酸鈉的能力永太科技 布局投資建設(shè)250噸鈉離子電池材料項(xiàng)目中欣氟材年產(chǎn)5000噸六氟磷酸鈉鈉離子電解液項(xiàng)目設(shè)備定制中表：部分公司產(chǎn)能規(guī)劃概覽：中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池有機(jī)電解液的性能優(yōu)化研究》胡安準(zhǔn)，天風(fēng)證券研究所電解液-添加劑：提升生產(chǎn)工藝，有望進(jìn)一步降本添加劑是指在電解液中具有特定功能的物質(zhì)，其含量較低，能明顯提升電池的電化學(xué)性能。按作用類(lèi)型的不同可以分為：成膜添加劑、阻燃添加劑、過(guò)充保護(hù)添加劑等。在實(shí)際使用中，不同添加劑一般進(jìn)行混合使用來(lái)協(xié)調(diào)性能，凸顯效果。成膜添加劑會(huì)在溶劑分子之前發(fā)生還原反應(yīng)，在電極表面形成

SEI

膜，避免溶劑與電極直接接觸，提升電池的性能。常見(jiàn)的成膜添加劑主要有：氟代碳酸乙烯酯（FEC

)、碳酸亞乙烯酯（

VC

)、亞硫酸乙烯酯（ES

）和丁二酸二甲酯（DMS

)等。據(jù)鈉離子電池中VC添加劑含量對(duì)電池性能的影響研究數(shù)據(jù)，VC添加劑用量不宜過(guò)低和過(guò)高，用量低時(shí)效果不顯著，用量過(guò)多則會(huì)導(dǎo)致形成過(guò)厚的SEI膜，降低電池首效。目前常用電解液的有機(jī)溶劑具有較強(qiáng)的揮發(fā)性和易燃性，阻燃和過(guò)充保護(hù)添加劑被用于增加安全性能。阻燃添加劑一般是含氟和磷的有機(jī)物，在高溫時(shí)能夠生成游離的含磷和含氟自由基，這些自由基會(huì)清除氫和氧自由基，終止放熱鏈反應(yīng)，從根本上發(fā)揮阻燃的作用。實(shí)際應(yīng)用中更多是用阻燃溶劑配制電解液，來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的阻燃效果；過(guò)充保護(hù)添加劑主要是某些可以在高電壓下發(fā)生電聚合或氧化還原穿梭的有機(jī)物，本質(zhì)上通過(guò)添加劑自身發(fā)生反應(yīng)消耗過(guò)充電流，維持電池的電壓電流在正常范圍內(nèi)。研究表明以NaPF6＋EC／DEC作為基體電解液，使用3%的聯(lián)苯（BP）添加劑后，氧化電位由4.7Ｖ降至4.3V，消耗了過(guò)充時(shí)產(chǎn)生的電流，導(dǎo)致電壓不會(huì)繼續(xù)上升，保證電池安全。表：主要添加劑的工作原理名稱(chēng)工作原理成膜添加劑成膜添加劑的LUMO能級(jí)低于電解液中有機(jī)溶劑的LUMO能級(jí)，成膜添加劑會(huì)在溶劑分子之前發(fā)生還原反應(yīng)，在電極表面形成SEI膜，避免溶劑與電極直接接觸，抑制溶劑分解，提升電池的性能。阻燃添加劑阻燃添加劑一般是含氟和磷的有機(jī)物，在高溫時(shí)能夠生成游離的含磷和含氟自由基，這些自由基會(huì)清除氫和氧自由基，終止放熱鏈反應(yīng)，從根本上發(fā)揮阻燃的作用。過(guò)充保護(hù)添加劑過(guò)充保護(hù)添加劑是保護(hù)電池安全使用的重要角色，主要是某些可以在高電壓下發(fā)生電聚合或氧化還原穿梭的有機(jī)物，本質(zhì)上還是過(guò)充添加劑自身發(fā)生反應(yīng)消耗過(guò)充電流，維持電池的電壓電流在正常范圍內(nèi)。：高工鋰電公眾號(hào)、第一鋰電網(wǎng)公眾號(hào)、寧德時(shí)代官網(wǎng)、中國(guó)知網(wǎng)《鈉離子電池爭(zhēng)雄》武魏楠、EnergyTrend儲(chǔ)能公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所雖然鈉元素在元素周期表內(nèi)是僅次于鋰的堿金屬元素，理化性質(zhì)相似，但較大的離子質(zhì)量和離子半徑造成鈉離子電池的體積和質(zhì)量能量密度僅為鋰離子電池的一半左右。目前鈉離子電池的能量密度大約為100-150Wh/kg，而鋰離子電池中，三元鋰電池能量密度較高，約為250Wh/kg左右，磷酸鐵鋰電池的能量密度偏低，但也有180Wh/kg左右，鈉電總體能量密度低于鋰電，仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。持續(xù)研發(fā)靜待技術(shù)突破，提升鈉電性能。鈉離子電池正極材料的快速發(fā)展，有助于提升電池理論容量和動(dòng)力學(xué)性能；而負(fù)極和電解液技術(shù)的進(jìn)步有助于解決電池電解液易燃、負(fù)極處鈉枝晶生長(zhǎng)易導(dǎo)致短路等影響安全性的問(wèn)題。目前針對(duì)鈉電能量密度問(wèn)題，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方案，即鈉電池與鋰電池兩種電池按一定比例進(jìn)行混搭，集成到