专访|同兴环保独创5000圈长循环钠电正极技术解读-hth最新官网登录

hth最新官网登录  |  2024年07月27日  

3月19日-20日,OFweek 2024(第八届)动力电池产业年会暨行业年度评选颁奖典礼在深圳成功举办,25位行业领袖“论策”产业链的发展战略与路径,为产业协同发展指明方向。

本次大会上,同兴环保(003027)钠离子电池研发工程师沈博磊发表了《长循环型钠离子电池聚阴离子正极材料》的主题演讲。

围绕钠电市场以及同兴环保的产品规划,沈博磊接受了维科网锂电的的独家专访。

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图:沈博磊

钠电并非取代锂电

由于钠电池具备资源丰富、低成本、高安全、低温性能优异等优势,一度被视为一种潜在的取代锂电池和铅酸电池的替代技术。

但随着时间的推移和钠电池的落地应用等,“钠电池是锂电池的重要补充”的观点逐渐出现。

沈博磊称,市场上确实存在很多钠电池能不能取代锂电池的猜想。但实际上钠电和锂电属于并行发展的两条路线,其中会有交叉。例如锂电池和铅酸电池,当初锂电池面世的时候,铅酸电池行业初期感到慌乱,但后期发展至现在已经达到了两三百GWh的规模,且其中的大部分产业并没有被锂电池取代,最为明显的市场就是两轮电动车。

“目前市面上80%左右的电瓶车用的还是铅酸电池,锂电并未打进前三。”沈博磊总结称,钠电与铅酸和锂电均是并行竞争关系,各自会有交叉,并非是谁取代谁。

市场调查机构SNE Research预测,预计到2035年,钠电池价格将比磷酸铁锂电池价格低11%至24%,市场规模约为每年142亿美元(约合1023亿人民币)。

原本2023年一直被各方视为钠电池量产元年,但直到年中“上车”的情况不及预期,以及锂价回落等因素作用下,钠电池量产推迟。

沈博磊指出,钠电是在锂价最高峰的时候火爆起来的,随着锂电的回落,钠电的势头肯定会受到一定影响。但从总体来看,钠资源丰富程度远高于锂资源,且成本低廉;钠电池负极集流体可使用铝箔进一步降低成本。23年已经有很多钠电企业“交出了”非常成熟的产品,目前正在进一步落实降本,未来钠电的发展仍具有较大优势。

谈及钠电池未来的主要市场,沈博磊表示,“两轮车+储能”领域优势尽显。“钠电池未来将大范围覆盖铅酸电池市场,并在储能端成为锂电有力的竞争对手。未来1-2年内钠电将逐步进入两轮车市场,3-4年后将逐步进入大规模储能市场。”沈博磊称。

布局聚阴离子路线

目前,钠电池正极材料主要有三种技术路径,分别为普鲁士蓝化合物、层状氧化物和聚阴离子型化合物。

沈博磊介绍,这三种路线各有所长,各有所短。普鲁士蓝及类似物倍率性能优越,但导电性差,存储机理偏向于赝电容行为;氧化物电子导电性好、容量高,但相转变、长循环性能差、电压平台低;聚阴离子材料结构稳定、离子导电性好、电压可调,但存在电子导电性差、容量低的问题。

针对大规模储能需求,兼顾成本、安全性和循环性能,同兴环保选择的是聚阴离子路线。

2013年,同兴环保正式成立研发团队,开始聚阴离子体系材料的研发工作,并投入大量研发资源,已成功开发出新型聚阴离子材料。

目前,同兴环保拥有三款钠电池正极材料,不仅成本低廉,而且比容量较高,性能稳定。经过严格的实验验证,其各项性能指标均达到了行业领先水平。具体如下:

1、纯相焦磷酸铁钠:为长循环体系设计,拥有市面上最好的循环性能,0.2C比容量100mAh/g,1C比容量95mAh/g,循环5000圈后容量保持率达90%。

2、混相磷酸焦磷酸铁钠:0.2C比容量110mAh/g,5C比容量99mAh/g,3000圈容量保持率80%,兼顾容量、循环和倍率。

3、无产气正极补钠剂:针对长循环体系钠电开发,可有效提升钠离子全电池能量密度和循环性能,活性高,分解不产气。

值得指出的是,纯相焦磷酸铁钠和无产气正极补钠剂是同兴环保的独创钠电正极材料。

谈及产能规划,沈博磊表示:“公司多款聚阴离子正极材料的小试工艺于2020年稳定,目前中试线已经建设完毕,近期正加快实现百吨级材料性能稳定,百吨级中试线投产,待性能稳定后,准备百公斤级产品送样工作。”

同时,同兴环保还计划在马鞍山投建钠电正极材料产线。“今年3月份,我们与马鞍山含山县签订国有建设用地使用权出让合同,计划一期建设规划产能6000吨,二期建设规划产能20000吨。材料产线规划完成后,计划开始电芯产线的建设,具体规划产能根据公司实际情况和市场而定。”沈博磊称。

关于同兴环保

同兴环保科技股份有限公司创立于2006年,2020年12月18日正式在深交所上市(股票代码:003027),是减污降碳整体方案及新能源关键材料提供商,主营脱硫脱硝及除尘环保工程总承包、低温SCR脱硝催化剂生产及配套服务、二氧化碳捕集及资源化利用(CCUS)、储能关键材料研发及生产等。

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图源:同兴环保

同兴环保科拥有合肥、北京、马鞍山三大研发中心,基于在非电行业烟气治理工程和脱硝催化剂等原有业务领域的行业领先地位,同兴环保和多家高校签订横向项目,年研发投入超过5%,积极拓展新的降碳业务板块,持续开展钠离子电池正极材料、CCUS等关键新材料、新能源等技术研发,加快战略转型升级,培育新的业务增长极。

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