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業(yè)化應用的關鍵之一。
聚陰離子型復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、良好的結構穩(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)。
復合磷酸鐵鈉優(yōu)勢
電化學穩(wěn)定性
NFPP具有較高的結構可逆性，能夠有效抑制在電池充放電過程中發(fā)生的結構崩塌或相變，充放電過程中體積效應小于5% ，能夠在較寬的電壓范圍內穩(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)過程中的結構演變
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)熱失控反應的風險。
循環(huán)性能
由于其穩(wěn)定的共價鍵結構（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的生產和應用對環(huán)境的影響較小，且在長期內可能展現(xiàn)出更高的成本效益。
復合磷酸鐵鈉面臨的挑戰(zhàn)
雖然復合磷酸鐵鈉擁有如此多的優(yōu)勢，但其實際應用仍處于起步階段。復合磷酸鐵鈉面臨的主要技術難點是原生電子電導率較差，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）來提高其導電性和電化學性能。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性能的同時保持材料的化學穩(wěn)定性和結構完整性是另一個研究熱點。
復合磷酸鐵鈉（NFPP）循環(huán)壽命長、高低溫性能、熱穩(wěn)定性強、成本低廉，是應用于大型儲能領域的理想正極材料，未來隨著技術和制備工藝的突破，以及儲能示范性項目的帶動，其產業(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)與生產的科技型企業(yè)。公司主打產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�？鐕少彆怪行�，由北京粉體技術協(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研討會。屆時，來自江蘇大學/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《鈉離子電池用復合磷酸鐵鈉的開發(fā)與產業(yè)化》的報告。本次報告將就復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，江蘇大學副教授、碩士生導師，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)與產業(yè)化工作10余年。承擔或參與包括國家自然科學基金項目、江蘇省工業(yè)支撐重點項目、江蘇省成果轉化項目、江蘇省科技副總在內的國家、省部級項目10余項，發(fā)表SCI論文30余篇，授權國家發(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：鈉離子電池用復合磷酸鐵鈉關鍵技術的開發(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）
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