钠离子电池行业报告（43页）

行业报告下载 2023年05月02日 06:29 管理员

钠电层状氧化物正极与锂电三元正极在制备方法上相似。制备方法主要有固相法和液相法。其中固相法采用金属氧化物与钠源进行球磨，从而混合均匀，再进行高温煅烧。此方法流程简单，但是需要较高的温度，且产品的均一性较差。液相法先通过金属盐与碱溶液进行共沉淀反应，生成前驱体，再混合钠源，进行煅烧，得到层状氧化物。此方法虽然流程上相较固相法更多，但可以通过控制反应条件，制备出均一性更好、振实密度更高的产物。钠电层状氧化物正极与锂电三元正极的生产设备兼容，适合大规模生产。普鲁士蓝类正极通常采用共沉淀法制备。普鲁士蓝类正极可以通过热分解法、水热法、共沉淀法合成。其中热分解法和水热法生产效率和产率较低，且合成过程中容易造成亚铁氰根分解，产生毒气。共沉淀法可以视为安全环保且能够大规模制备此类材料的方法，其工艺简单、无需高温烧结，成本低廉。主要通过亚铁氰化钠、过渡金属盐、络合剂等，进行共沉淀反应，制备而成。络合剂的加入，可以降低过渡金属盐与亚铁氰化钠的反应速度，从而减少空位和结晶水的形成。加入抗氧化剂和使用惰性保护气氛的目的是使过渡金属离子始终处于低价态，从而保证最终产物中较高的钠含量。

可以通过采用表面包覆、金属元素掺杂、改进工艺等方法降低结晶水和空位。星空钠电公开了一种利用氧化钙降低普鲁士蓝结晶水含量的方法（专利公开号CN115180634A），其将氧化钙与普鲁士蓝研磨混合后，在惰性气氛中加热，在不破坏普鲁士蓝晶形结构的同时，有效除水。主流的聚阴离子正极为磷酸盐聚阴离子和硫酸盐聚阴离子，如磷酸钒钠和硫酸铁钠。钒价高昂，且随价格波动剧烈，钒源成本高达钠电正极原料成本96%，从磷酸钒钠向磷酸锰/铁钒钠体系的“降钒”有望降低成本。众钠能源主推硫酸铁钠体系，通过硫酸亚铁和硫酸钠简单的工业级原料，搭配碳纳米管，经过混合后煅烧，即可制备。其优势在于：1）材料很纯，原材料100%利用。2）能耗很低。3）环保、工艺简单，不产生污染和副产物。4）材料烧结温度相对较低，相比于锂电和层状氧化物七八百度以上的温度。此外，可直接沿用目前现有磷酸铁锂的生产设备。聚阴离子化合物由于导电性差，限制其比容量和倍率性能，故制备中常加入碳材料增强导电性。碳材料容易取得，导电性能良好，包覆在聚阴离子化合物颗粒的外层，不仅可以构成优良的导电网络，还可以分散活性材料颗粒，并限制其长大，有效增大活性材料比表面积，缩短钠离子扩散距离。同时，碳材料可以作为缓冲层，减少充放电过程中材料体积膨胀，提高循环寿命。

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