中國粉體網(wǎng)訊 鈉離子電池因其低成本、高安全性、良好的高低溫性能而被認為是下一代儲能電池的首選，而正極材料則是其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵之一。
聚陰離子型復(fù)合磷酸鐵鈉正極材料（NFPP）擁有大隧道的開放框架，在充放電過程中體積變化小，理論比容量高達129mAh g-1，具有低成本、長壽命、良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等優(yōu)勢，成為當前面向儲能的鈉離子電池正極材料主要選擇。然而，其全面實用化還面臨諸多的挑戰(zhàn)。
復(fù)合磷酸鐵鈉優(yōu)勢
電化學(xué)穩(wěn)定性
NFPP具有較高的結(jié)構(gòu)可逆性，能夠有效抑制在電池充放電過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)崩塌或相變，充放電過程中體積效應(yīng)小于5% ，能夠在較寬的電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，有效減少電極材料的破裂和失效，延長電池的循環(huán)壽命。
圖：Na4Fe3(PO4)2P2O7在第一次充電和隨后的循環(huán)過程中的結(jié)構(gòu)演變
熱穩(wěn)定性
相較于其他正極材料，NFPP具有更高的熱穩(wěn)定性。確保了在極端溫度條件下電池的安全性，降低了過熱引發(fā)熱失控反應(yīng)的風(fēng)險。
循環(huán)性能
由于其穩(wěn)定的共價鍵結(jié)構(gòu)（磷酸根和焦磷酸根），NFPP材料在長時間循環(huán)使用中能保持較高的容量和效率，具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。
環(huán)境影響和成本效益
由于鈉資源豐富、分布廣泛，相較于基于稀有或有害重金屬的電池材料，NFPP的生產(chǎn)和應(yīng)用對環(huán)境的影響較小，且在長期內(nèi)可能展現(xiàn)出更高的成本效益。
復(fù)合磷酸鐵鈉面臨的挑戰(zhàn)
雖然復(fù)合磷酸鐵鈉擁有如此多的優(yōu)勢，但其實際應(yīng)用仍處于起步階段。復(fù)合磷酸鐵鈉面臨的主要技術(shù)難點是原生電子電導(dǎo)率較差，大倍率性能不佳；合成過程中，很難得到純相（高純度、高結(jié)晶度和均一粒度的材料），存在惰性磷酸鐵鈉雜相，比容量有進一步提升空間；成本有待降低。
目前研究的一個重要方向是通過各種策略改善NFPP的電導(dǎo)率和離子擴散速率。例如，通過摻雜其他金屬元素（如錳、鈷或鎳）來提高其導(dǎo)電性和電化學(xué)性能。其次，表面改性或包覆碳材料可以有效降低材料的界面阻抗，從而增強其電池性能。此外，提高電子和離子傳導(dǎo)性能的同時保持材料的化學(xué)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)完整性是另一個研究熱點。
復(fù)合磷酸鐵鈉（NFPP）循環(huán)壽命長、高低溫性能、熱穩(wěn)定性強、成本低廉，是應(yīng)用于大型儲能領(lǐng)域的理想正極材料，未來隨著技術(shù)和制備工藝的突破，以及儲能示范性項目的帶動，其產(chǎn)業(yè)化有望加速。
英鈉新能源是一家專注于鈉離子電池正極材料研發(fā)與生產(chǎn)的科技型企業(yè)。公司主打產(chǎn)品為鈉離子電池用磷酸鹽型聚陰離子正極材料，具有低成本、高安全性、長壽命等優(yōu)勢，滿足低速車、兩輪車以及規(guī)模儲能等鈉離子電池主要應(yīng)用場景的需求。到目前為止完成了三輪的融資。2024年1月份，英鈉新能源順利拉通中試線，現(xiàn)在噸級材料在對外評測和銷售當中。
2024年10月29-31日在上海跨國采購會展中心，由北京粉體技術(shù)協(xié)會與柏德英思展覽(上海)有限公司聯(lián)合主辦2024第二屆鈉離子電池材料技術(shù)研討會。屆時，來自江蘇大學(xué)/湖州英鈉新能源材料有限公司的王亞平副教授/董事長將作題為《鈉離子電池用復(fù)合磷酸鐵鈉的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》的報告。本次報告將就復(fù)合磷酸鐵鈉正極材料開發(fā)的進展進行匯報和探討，重點介紹當前復(fù)合磷酸鐵鈉正極材料實用化的主要痛點及潛在的解決方案。
專家簡介：
王亞平，江蘇大學(xué)副教授、碩士生導(dǎo)師，湖州英鈉新能源材料有限公司主要創(chuàng)始人、董事長、CEO，從事新型二次電池材料及其管理系統(tǒng)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作10余年。承擔(dān)或參與包括國家自然科學(xué)基金項目、江蘇省工業(yè)支撐重點項目、江蘇省成果轉(zhuǎn)化項目、江蘇省科技副總在內(nèi)的國家、省部級項目10余項，發(fā)表SCI論文30余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利10余項。2015年入選江蘇省“六大人才高峰”資助對象。
參考來源：
1.英鈉新能源《英鈉新能源-董事長-王亞平：鈉離子電池用復(fù)合磷酸鐵鈉關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)》
2.李瑞等《鈉離子電池磷基聚陰離子型正極材料研究進展》
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除！
