聚焦層氧深化差異丨山東華納新能源應邀參加2024中國(山東)儲能高質量發展大會

6月5日，2024(第四屆)中國(山東)儲能高質量發展大會暨展覽會在濟南開幕。大會以“聚焦儲能發展，共創綠色未來”為主題，邀請了兩院院士、專家學者，國內發電、電網、電力規劃設計、儲能投資建設、能源數字、綜合能源服務、數字能源支撐服務等企業相關負責人，儲能全產業鏈供應商、集成商及行業領軍人物共700余人參加活動。山東華納新能源技術總監、中國科學院化學研究所郭玉潔博士受邀參加盛會。

在同期舉辦的“儲能新技術應用”論壇上，郭博士發表了題為“鈉離子電池層狀正極材料：優化策略與發展趨勢”主題演講。隨著能源需求的持續增長和環境問題的日益嚴峻，發展新型儲能技術已成為迫在眉睫的任務。郭博士深入剖析了鈉離子電池作為新型儲能技術的物理化學特性、資源優勢以及其在低溫和倍率性能上的卓越表現。其中，郭博士聚焦鈉離子電池正極關鍵材料，分享了層狀正極氧化物正極的研發突破和未來發展趨勢。郭博士特別指出，鈉離子電池憑借其獨特的優勢，在能源存儲領域將會展現出巨大的應用潛力。

鈉離子電池優勢：資源豐富性能優異

郭博士表示，鈉離子電池作為一種新型儲能技術，具有資源豐富、成本低、供應鏈穩定等優勢。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穩定性，有望逐步替代現有的鉛酸電池市場。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/低溫性能的優勢明顯，能夠解決新能源車在冬季續航里程下降的問題，展現出了廣闊的市場前景。

突破技術壁壘實現層狀氧化物正極性能提升

針對層狀氧化物正極材料面臨的問題，研發團隊提出了創新性的解決方案。研發團隊通過元素取代解決了高電壓下的不可逆相變、氧析出以及空氣穩定性差的問題。此外，通過構筑鈉/空位無序結構顯著提升了正極材料的倍率性能。以上創新性的解決策略，可實現層狀氧化物正極材料性能的全面提升。郭博士表示，依托中國科學院化學研究所深厚的研發實力和山東華納新能源達到國際領先水平的制備工藝，公司向市場推出的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品受到了客戶的高度認可。公司研發的正極材料產品在高電壓、低溫、高溫循環等方面表現優異。同時，團隊緊密貼合市場端需求，持續深化產品的差異化性能，推動產品的快速迭代，為鈉離子電池在儲能、工程機械、啟停電源等多場景應用落地提供了強有力的技術支持。

關于產品性能

HP-1高功率型一代鈉離子電池正極材料

高倍率高電壓長循環

· 低電壓2-4V循環3000圈容量保持率達到約90%

· 高電壓2-4.2V循環2000圈容量保持為85%

· 倍率性能優異，15C保持率約為90%

· 寬溫域：-40℃保持率為80%；55℃高溫循環穩定

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循環

· 相較于一代材料，HP二代材料成本降低了10%

· 壓實密度得到了顯著的提高

· 保持優異的高電壓、高溫循環穩定性能

MH中高能量型鈉離子電池正極材料

低成本高電壓長循環

· 克容量的發揮能夠達到140mAh g^-1

· 鎳含量低于30%，有效降低產品成本

· 全電池測試，電壓為4.1V時，沒有產生明顯相變，保證長循環穩定

HE高能量型鈉離子電池正極材料

高容量長循環

· 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，確保長循環穩定

降本增效加快鈉電應用落地

郭博士表示，隨著鈉電在多個領域的應用試驗落地，從實際市場應用情況出發，公司的產品開發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降低材料整體成本。此外，通過提高質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，進而降低度電成本。郭博士還提到，盡管鈉離子電池的循環壽命相較于鋰電池還有提升空間，但通過不斷的技術革新，可以不斷提高循環壽命，進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展的關鍵。郭博士強調，在高電壓下，由于在正極材料表面可能產生氧的自由基并與電解液發生反應，導致熱失控，因此需要通過調整顆粒形貌、元素摻雜、表面痕量摻雜以及濃度梯度設計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，隨著鈉電技術在多樣化場景的深入應用，其獨特的倍率性能和低溫性能優勢將被進一步挖掘。這些性能優勢的深入探索將加速鈉電技術在消費類電池、園林工具、工程機械以及高寒地區等場景的應用落地，加速鈉電技術的廣泛應用。