中科海钠新一代储能体系的钠离子电池技术

中科海钠的钠离子电池产品已于今年实现量产，该电池为全球首款具备自主知识产权的钠离子电池，目前电芯产能可达30万只/月。

钠离子电池综合性能优于铅酸电池，且相对污染也较小，此外，钠资源丰富能大规模应用。未来应用领域覆盖低速电动车、电动船、电网储能等领域。

同时，相比于锂离子电池而言，钠离子电池具有成本低和安全性高的特性。然而，钠离子电池在使用过程中也具有一定的局限性，例如，就其正极材料而言，其制约因素主要有：1)钠离子半径比锂离子大，在充放电过程中对材料结构的影响更大，致使容量相较于锂离子电池而言衰减得更快；2)钠离子电池动力学慢，致使其倍率性能较差。

有研究人员采用例如对材料表面进行包覆的方式来对这种问题进行一定程度的缓解，但是由于包覆材料没有电化学活性，增加包覆量又会导致电池的手持充放电比容量降低，从而引起材料放电容量的降低，因此这样的方式也不是最好的。

为了有效的缓解上述这些问题，中科海钠在19年12月25日申请了一项名为“一种钠离子电池正极材料及其制备方法和应用”的发明专利（申请号：201911353442.3），申请人为溧阳中科海钠科技有限责任公司。

根据目前该专利公开的资料，让我们一起来看看这项钠离子电池技术吧。

 

在该专利中，为了使得制得的正极材料在应用于钠离子电池中具备更好的循环稳定性，同时也为了进一步降低其循环过程中出现的电化学性质的衰减程度，在制备正极材料时使用了含有过渡金属元素的材料，其氧化物为

 

，阴离子化合物为

 

。

如上图，为该专利中制得的电池正极材料A3的SEM图，在这种生产工艺下，电池的正极材料需要置于惰性气体中，将NFM与NOVPF按照1：0.002的重量比放置于不锈钢球磨罐中，在转速为250r/min的条件下球磨12到36小时，从而制得电池正极材料A1。

而除此之外，不同的制备方法中原材料的种类均相同，不同的是，不同方法中NFM与NOVPF的重量比不同，这里的NFM指的是

 

，而NOVPF指的则是

 

材料。

而在制得钠离子电池中所使用的材料之后，还需要进行循环测试200次左右，以此来检测其电化学性能，上述工艺制得的电池的循环性能图如下图所示。

 

 

从中可以看到，在循环200次后，采用这种电池正极材料的钠离子电池（A）的容量保持率依然能达到90％以上，而采用一般的正极材料的钠离子电池（D）的容量保持率则明显降低了很多，容量保持率均在87％以下。

以上就是中科海钠发明的钠离子电池，由于聚阴离子化合物本身结构稳定且能够提供足够的容量，因此采用这种材料的钠离子电池可以拥有较高的容量，并且可以维持正极材料结构的稳定性，进一步提高了正极材料的循环稳定性。