钠离子电池正极材料三种技术之争
在钠离子电池领域,对正极材料的选择也存在多种路线之争。其中代表便是层状氧化物、普鲁士蓝(白)和聚阴离子。据了解,层状氧化物主打能量密度;普鲁士蓝(白)主打低成本;聚阴离子主打循环寿命。
目前,宁德时代第一代钠离子电池采取普鲁士白材料;北京中科海钠科技有限责任公司(以下简称中科海钠)采取层状氧化物路线;传艺科技则兼有层状氧化物和聚阴离子。
鑫椤资讯分析师张金惠认为:“三条路径同步进行,谁会胜出还不一定。”
这是因为三大路线都存在优缺点。张金惠说,层状氧化物由于能量密度较高,循环性能优异、倍率性能好,综合性能优异为目前钠离子电池主流方向。然而也有空气中稳定性差、浆料容易果冻、克容量发挥不稳定等缺点。
不过,传艺科技相关工作人员在回应《每日经济新闻》记者提问时表示,层状氧化物有各种技术路线,对相关问题也有不同的解决办法,他本人没有听公司技术人员说过钠电池正极材料出现层状氧化物高温产气的问题。
“普鲁士白最大问题在于结晶水,普鲁士蓝(白)还有毒,回收要倒贴钱。”张金惠表示,普鲁士蓝正极在热失控情况下会释放出氢氰酸、氰气等剧毒气体,该材料的制备涉及剧毒的氰化钠,生产供应需要具备特殊资质。
据传艺科技相关工作人员介绍,聚阴离子的稳定性高、制造难度要比层状氧化物简单,但能量密度也低了很多,主要用于大型储能。张金惠也表示,采取聚阴离子路线的厂商不多。
上述工作人员还表示,传艺钠电采用的是正极为层状氧化物和聚阴离子、负极为硬碳的技术路线。“业内对钠电池的技术路线已经达成共识,行业并没有排斥其他技术路线,只是其他技术路线的一些问题在短时间内都无法解决。”该工作人员认为。
邵俊华则总结称:“第一,需要改善高温循环产气;第二,需要改善低温循环充电;第三,需要改善高压循环寿命。就电解液厂商而言,要从新型添加剂出发,把方向摸透了,才能让钠离子电池产业化。”
综上所述,钠离子电池很多技术尚在摸索之中。从目前的专利储备看,中国宁德时代、英国Faradion走在行业前列。
智慧芽数据显示,宁德时代及其关联公司目前在钠离子电池领域的专利申请共110余件,其中授权发明专利40余件,主要布局于正极活性物质、普鲁士蓝、正极集流体等相关领域。
中科海钠及其关联公司目前在钠离子电池领域的专利申请共30余件,其中授权发明专利7件,主要布局于正极材料、负极材料、电池组零部件等相关领域;传艺科技相关工作人员介绍称,公司目前在钠离子电池领域的在申报专利有60件~70件。
国外厂商方面,英国Faradion及其关联公司目前在钠离子电池领域的专利申请共110余件,其中授权发明专利40余件,主要布局于电池电极、电解质、碱金属等相关领域;美国Natron Energy及其关联公司目前在钠离子电池领域的专利申请共10余件,其中授权发明专利6件,主要布局于电池电极、过渡金属、金属氰化物等相关领域。此外,日本岸田化学目前共有17件专利申请,该公司暂无与钠离子电池直接相关的专利。
因此,智慧芽认为,钠离子电池作为前沿研发领域,目前各家厂商正在积极布局,专利储备体量仍在持续增长中。相较而言,宁德时代与英国Faradion两家企业在钠离子电池领域的储备较为丰富,均已超过百件。