李荐-钠离子电池及其材料的研发与产业化.pdf

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1、李荐中南大学:教授&博导正源研究所:所长2023-05-09钠离子电池及其材料的研发与产业化0101钠离子电池简介与产业化现状0202钠电 相关工作0303中南大学&正源研究所01 钠离子电池简介与行业现状1.1 钠离子电池 vs.锂离子电池知 行 合 一、经 世 致 用中科海纳官网2023年1季度 Li2CO3和LiOH 价格走势(中国)”白色石油”战略资源!地壳丰度(mg/kg)1.2 钠离子电池 性能及宏观政策知 行 合 一、经 世 致 用中国:2022年01月29日，国家发改委、国家能源局发布“十四五”新型储能发展实施方案，钠离子电池作为“十四五”新型储能核心技术装备攻关重点方向之一，

2、也是“十四五”新型储能技术试点示范之一。美国：能源部电池研究计划布局钠离子电池。2020年09月16日，Natron Energy获得美国能源部DOE提供的1900万美元的资金，用于进一步推进他们在钠离子电池的开发。欧盟：Battery 2030,在非锂电池体系中，钠离子电池被放在了首位。欧盟：“地平线2020研究和创新计划”中，“钠离子材料作为制造用于非汽车应用耐久电池的核心组件“项目(NAIMA),目标：为储能行业提供新一代高性价比和高安全性的钠离子电池。01 钠离子电池简介与行业现状1.3 应用与市场知 行 合 一、经 世 致 用动力领域:电动两轮车、低速汽车储能领域:家庭储能、工业储能

3、01 钠离子电池简介与行业现状1.3 应用与市场知 行 合 一、经 世 致 用全球钠离子电池需求测算01 钠离子电池简介与行业现状1.4 钠离子电池 正极材料主要技术路线1)层状氧化物类(Nax MO2)：P2 相容量小、扩散快O3 相容量高、扩散慢2)聚阴离子类(NaxMy(XaOb)Zw)：磷酸盐Na3V2(PO4)3Na2FePO4F硫酸盐Na2Fe2(SO4)3硅酸盐硼酸盐3)普鲁士蓝类(NaxMM(CN)6 nH2O)：M:Fe基或Mn基;贫钠富钠:普鲁士蓝普鲁士白4)有机类导电聚合物 聚苯胺、聚吡咯 共轭羰基化合物 二羟基对苯二甲酸四钠知 行 合 一、经 世 致 用Adv.Ener

4、gy Mater.2018,8,170261911Na3V2(PO4)3 结构Fe基普鲁士蓝Chem.Soc.Rev.,2017,46,3529-3614NASICON,Na+三维传输 三维通道(框架结构)01 钠离子电池简介与行业现状1.4 钠离子电池 正极材料主要技术路线知 行 合 一、经 世 致 用01 钠离子电池简介与行业现状三种主要路线相互竞争资料来源:振华新材公告，华金证券研究所5.钠离子电池 负极材料1)碳基材料如:石墨,Na+与石墨难以形成插层化合物(酯类溶剂);软碳 硬碳2)钛基材料如:Na2Ti3O73)合金类材料如:Sn,Pb,P,Sb,Bi 4)金属硫化物/氧化物 如:

5、MoS2、SnS、CoO、MoO3、Fe2O3、CuOSnS+2Na+2 e-Na2S+Sn5)有机负极如:羰基化合物 对苯二甲酸二钠Na2C8H4O4 席夫碱化合物 知 行 合 一、经 世 致 用钛基负极合金类:Sn,Pb,P,Sb,Bi 碳基负极(石墨、硬碳、软碳)硫化物有机负极Small.2017,170183501 钠离子电池简介与行业现状6.行业现状_全球钠离子电池知 行 合 一、经 世 致 用01 钠离子电池简介与行业现状钠离子电池标准制定的必要性6.行业现状_国内正极材料知 行 合 一、经 世 致 用01 钠离子电池简介与行业现状国内主要 钠电正极路线6.行业现状_国内+日本负极

6、材料(硬碳)知 行 合 一、经 世 致 用01 钠离子电池简介与行业现状6.行业现状_国内+日本负极材料(硬碳)知 行 合 一、经 世 致 用01 钠离子电池简介与行业现状各公司在钠电负极的布局各类硬碳材料对比02 钠电相关工作2.1 钠离子电池正极材料_层状金属氧化物1)制备技术路线 NaNixMnyFezM1-x-y-zO2主要采用液相法和固相法两种技术路线，两种路线各有优缺点，均已掌握核心技术路线一:液相法(前驱体):优点:多离子掺杂调控晶相，相界间复合 抑制不可逆相变，提高结构稳定性、循环稳定性；缺点:需要较高的烧结温度，材料均一性控制较难；共沉淀共沉淀洗涤、干燥洗涤、干燥煅烧煅烧Ni