6月5日，2024(第四屆)中國(guó)(山東)儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)暨展覽會(huì)在濟(jì)南開幕。大會(huì)以“聚焦儲(chǔ)能發(fā)展，共創(chuàng)綠色未來”為主題，邀請(qǐng)了兩院院士、專家學(xué)者，國(guó)內(nèi)發(fā)電、電網(wǎng)、電力規(guī)劃設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能投資建設(shè)、能源數(shù)字、綜合能源服務(wù)、數(shù)字能源支撐服務(wù)等企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人，儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商、集成商及行業(yè)領(lǐng)軍人物共700余人參加活動(dòng)。山東華納新能源技術(shù)總監(jiān)、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所郭玉潔博士受邀參加盛會(huì)。

在同期舉辦的“儲(chǔ)能新技術(shù)應(yīng)用”論壇上，郭博士發(fā)表了題為“鈉離子電池層狀正極材料：優(yōu)化策略與發(fā)展趨勢(shì)”主題演講。隨著能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，發(fā)展新型儲(chǔ)能技術(shù)已成為迫在眉睫的任務(wù)。郭博士深入剖析了鈉離子電池作為新型儲(chǔ)能技術(shù)的物理化學(xué)特性、資源優(yōu)勢(shì)以及其在低溫和倍率性能上的卓越表現(xiàn)。其中，郭博士聚焦鈉離子電池正極關(guān)鍵材料，分享了層狀正極氧化物正極的研發(fā)突破和未來發(fā)展趨勢(shì)。郭博士特別指出，鈉離子電池憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)?huì)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

鈉離子電池優(yōu)勢(shì)：資源豐富 性能優(yōu)異 

郭博士表示，鈉離子電池作為一種新型儲(chǔ)能技術(shù)，具有資源豐富、成本低、供應(yīng)鏈穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。與鉛酸電池相比，鈉離子電池具有更高的能量密度和更好的循環(huán)穩(wěn)定性，有望逐步替代現(xiàn)有的鉛酸電池市場(chǎng)。與鋰離子電池相比，盡管鈉離子電池能量密度略低于鋰電池，但其倍率/低溫性能的優(yōu)勢(shì)明顯，能夠解決新能源車在冬季續(xù)航里程下降的問題，展現(xiàn)出了廣闊的市場(chǎng)前景。

突破技術(shù)壁壘 實(shí)現(xiàn)層狀氧化物正極性能提升

針對(duì)層狀氧化物正極材料面臨的問題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了創(chuàng)新性的解決方案。研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過元素取代解決了高電壓下的不可逆相變、氧析出以及空氣穩(wěn)定性差的問題。此外，通過構(gòu)筑鈉/空位無序結(jié)構(gòu)顯著提升了正極材料的倍率性能。以上創(chuàng)新性的解決策略，可實(shí)現(xiàn)層狀氧化物正極材料性能的全面提升。郭博士表示，依托中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所深厚的研發(fā)實(shí)力和山東華納新能源達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的制備工藝，公司向市場(chǎng)推出的HP高功率型、MH中高能量型、HE高能量型鈉離子電池正極材料產(chǎn)品受到了客戶的高度認(rèn)可。公司研發(fā)的正極材料產(chǎn)品在高電壓、低溫、高溫循環(huán)等方面表現(xiàn)優(yōu)異。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)緊密貼合市場(chǎng)端需求，持續(xù)深化產(chǎn)品的差異化性能，推動(dòng)產(chǎn)品的快速迭代，為鈉離子電池在儲(chǔ)能、工程機(jī)械、啟停電源等多場(chǎng)景應(yīng)用落地提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

關(guān)于產(chǎn)品性能

HP-1高功率型一代鈉離子電池正極材料

高倍率  高電壓  長(zhǎng)循環(huán)

· 低電壓2-4V循環(huán)3000圈容量保持率達(dá)到約90%

· 高電壓2-4.2V循環(huán)2000圈容量保持為85%

· 倍率性能優(yōu)異，15C保持率約為90%

· 寬溫域：-40℃保持率為80%；55℃高溫循環(huán)穩(wěn)定

HP-2高功率型二代鈉離子電池正極材料

低成本  高倍率  高電壓  長(zhǎng)循環(huán)

· 相較于一代材料，HP二代材料成本降低了10%

· 壓實(shí)密度得到了顯著的提高

· 保持優(yōu)異的高電壓、高溫循環(huán)穩(wěn)定性能

MH中高能量型鈉離子電池正極材料

低成本  高電壓  長(zhǎng)循環(huán)

· 克容量的發(fā)揮能夠達(dá)到140mAh g^-1

· 鎳含量低于30%，有效降低產(chǎn)品成本

· 全電池測(cè)試，電壓為4.1V時(shí)，沒有產(chǎn)生明顯相變，保證長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定

HE高能量型鈉離子電池正極材料

高容量  長(zhǎng)循環(huán)

· 克容量為160mAh g^-1

· 能量密度與磷酸鐵鋰相接近

· 高電壓無明顯相變，確保長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定

降本增效  加快鈉電應(yīng)用落地

郭博士表示，隨著鈉電在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用試驗(yàn)落地，從實(shí)際市場(chǎng)應(yīng)用情況出發(fā)，公司的產(chǎn)品開發(fā)策略將圍繞降低度電成本、提高安全性能、深挖鈉電特性三大方向開展。

首先，在降低成本方面，郭博士指出，通過減少鎳等高成本過渡金屬的使用，并引入成本較低的鐵等元素替代，可以在保持電池性能的同時(shí)降低材料整體成本。此外，通過提高質(zhì)量能量密度和體積能量密度，提升層狀氧化物正極材料的能量密度，進(jìn)而降低度電成本。郭博士還提到，盡管鈉離子電池的循環(huán)壽命相較于鋰電池還有提升空間，但通過不斷的技術(shù)革新，可以不斷提高循環(huán)壽命，進(jìn)而降低電池全生命周期度電成本。

安全性能的提升是鈉離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。郭博士強(qiáng)調(diào)，在高電壓下，由于在正極材料表面可能產(chǎn)生氧的自由基并與電解液發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致熱失控，因此需要通過調(diào)整顆粒形貌、元素?fù)诫s、表面痕量摻雜以及濃度梯度設(shè)計(jì)等方法來解決這一問題，從而提高鈉離子電池的安全性能。郭博士還提到，隨著鈉電技術(shù)在多樣化場(chǎng)景的深入應(yīng)用，其獨(dú)特的倍率性能和低溫性能優(yōu)勢(shì)將被進(jìn)一步挖掘。這些性能優(yōu)勢(shì)的深入探索將加速鈉電技術(shù)在消費(fèi)類電池、園林工具、工程機(jī)械以及高寒地區(qū)等場(chǎng)景的應(yīng)用落地，加速鈉電技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

最后，郭博士表示，憑借領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，公司致力于不斷優(yōu)化成本效益，通過擴(kuò)大產(chǎn)能和加速前驅(qū)體產(chǎn)業(yè)布局，實(shí)現(xiàn)以量放價(jià)，同時(shí)不斷增強(qiáng)產(chǎn)品的差異化競(jìng)爭(zhēng)力。此外，山東華納新能源將深化與產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴的協(xié)作，攜手推動(dòng)鈉電產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與高質(zhì)量發(fā)展，為整個(gè)行業(yè)注入新的活力和增長(zhǎng)動(dòng)力。