中國粉體網訊 近年來，隨著鈉離子電池不斷深入發展，鈉離子電池的結構、原理以及各方面性能吸引了許多動力電池廠商的目光。鈉離子正極材料是決定電池容量、性能以及成本的重要手段，同時也決定了鈉離子電池的產業化進程和最終性能。
1.鈉離子正極材料
目前，鈉離子電池正極材料的研究主要集中于層狀過渡金屬氧化物、聚陰離子化合物以及普魯士藍類化合物三種正極技術路線。
層狀過渡金屬氧化物：規模化進度最快，能量密度和循環穩定性能綜合最優。（140wh/kg能量密度，3000-4000次循環壽命）
圖1四類鈉基層狀過渡金屬氧化物 NaxTMO2的晶體結構示意圖
優勢：層狀氧化物工藝簡單，電化學活性較高，儲鈉效果良好，具有更多樣的結構種類，更高的比容量和其他優異的電化學性能。目前更能兼顧能量密度和循環穩定性能，走在商業化的前端。且三元正極和鈉離子層狀氧化物的正極都是層狀氧化物，產線相似度高，只是元素不同。主流廠商材料體系采用銅、鐵等元素，前驅體價格較鋰離子三元的鎳、鈷等便宜。
劣勢：充放電過程體積變化較大，材料循環穩定性較差，具有顯著的粒徑依賴性。
聚陰離子化合物：三種路線中循環穩定性能最好，溫和條件下4000左右的循環次數，價格優勢顯著。
優勢：材料結構非常穩定，熱穩定性高，倍率性能很好，工作電壓較高。
劣勢：比容量低，能量密度低，材料中釩、鈷和鎳等原材料價格昂貴，成本很高。
硫酸鐵鈉結構：價格便宜，結構穩定，循環穩定性能好，但倍率性能差，能量密度低。
圖2 Na3V2(PO4)3的晶體結構示意圖
氟磷酸礬鈉、磷酸礬鈉：能量密度會比較高，循環穩定性能好，但導電性能差，同時礬的價格不便宜。
普魯士白：普魯士白屬于普魯士藍類化合物，一分子含兩個鈉原子，鈉含量更高。三種路線中成本低廉，有著較高的電壓和可逆容量。
優勢：（1）前驅體價格低，制備工藝簡單；
（2）普魯士白晶體的結構穩定，理論循環性能高。三維空間結構比較大，有利于大尺寸的鈉離子的傳輸，電池的大倍率的充放電能力會比較好。
圖3無結構缺陷的Na-PBAs的（a）和有缺陷的Na-PBAs（b）結構示意圖
劣勢：（1）結構本身存在缺陷，實際產品中結晶水參與各種副反應，導致循環穩定性能差，溫和條件下1000-2000次循環；
（2）普魯士白會分解形成有毒的氰化物（CN-）存在一定的環境問題。
2.發展前景
行業里對于三種正極材料路線的關注度看法不一，但當下層狀氧化物路線的產業化速度領先是業內共識。相對于普魯士白要用到有毒的原材料和成本頗高的聚陰離子化合物來說，層狀氧化物原材料成本、制備成本少，與現有正極材料產線的適配性更好，受到行業內眾多正極材料企業的青睞。對于中長期的發展趨勢，三種正極材料路線各自發展的方向不同，層狀氧化物和聚陰離子型分別適配動力、儲能場景而普魯士藍類化合物則需要先解決好結晶水的問題才能應用。
3.鈉離子正極材料企業
鈉離子的興起吸引了許多廠商布局，大致分為傳統鋰電正極材料企業、鈉電新勢力和跨界入局鈉電企業三類。
鋰電正極材料企業：
振華新材
圖源：振華新材官網
公司在三元材料的生產工藝布局（三燒工藝）現有的產能或產線經過適當調整，可兼容鈉離子電池正極材料生產（兩燒工藝）。鈉離子正極材料截止2022年底已率先實現十噸級銷售。
容百科技
圖源：容百科技官網
公司全面布局了層狀氧化物、普魯士藍/白及聚陰離子三個技術方向。現有產能約1.5萬噸/年，計劃在2023年底建成3.6萬噸/年產能，2024年底建成10萬噸/產能。已同寧德時代、比亞迪、LG化學、天津力神、孚能科技等客戶建立了長期合作關系。
鈉電新勢力：
中科海納
圖源：中科海納公眾號
中科海鈉是一家專注于新一代儲能體系-鈉離子電池研發與生產的高新技術型企業。企業擁有多項鈉離子電池核心專利，是國際少有擁有鈉離子電池核心專利與技術的電池企業之一。2022年一期年產2千噸正極材料建設完成并運行半年，計劃于2023年完成2萬噸正極材料線建設并投產，2024年完成10萬噸正極材料線建設并投產。
鈉創新能源
圖源：鈉創新能源官網
鈉創新能源成立于2018年5月，4萬噸級正極材料產線一期產能已于去年四季度投產，目前正在與下游客戶積極合作推廣鈉電產品。
跨界入局鈉電企業：
傳藝科技
圖源：傳藝鈉電公眾號
傳藝科技的主業是消費電子精密部件，但其在2018年就已經組建了鈉電團隊，目前其已經打通了正負極材料到電芯的研發和工藝設計，正極材料產線率先量產，第一期確定了具有容量高、穩定性好的特點的層狀氧化物技術路線，正極材料容量大于等于145mAh/g。
美聯新材&七彩化學
圖源：美聯新材和七彩化學官網
去年9月，七彩化學與美聯新材簽署戰略合作協議，共建電池級普魯士藍18萬噸，其中美聯新材主要供應原材料氰化鈉。七彩化學普魯士藍正極材料50噸中試生產線已投產，相關產品已通過部分廠商的檢測。
參考來源：
1.咸立瑩《鉀/鈉離子電池鈷錳基層狀氧化物正極材料的制備及其電化學儲能研究》
2.徐康《鈉離子電池鐵錳基層狀過渡金屬氧化物正極材料的陽離子摻雜及電化學性能研究》
3.中金《電池材料前瞻（三）：鈉電正極——三足鼎立，各有所長》
4.證券日報《業界激辯鈉電池三種技術路線 產業化路在何方》
5.起點鈉電《超30家鈉電企業正極材料項目進展匯總》
（中國粉體網編輯整理/喬木）
注：圖片非商業用途，存在侵權請告知刪除！
