中國粉體網訊  隨著碳達峰碳中和戰略的貫徹實施，新能源產業發展步入快車道。正極材料作為電池成本占比最高的一部分，其市場需求迎來了爆發式的增長。2023年8月15日到16日，2023先進正極材料技術與產業高峰論壇暨第一屆鈉離子電池材料技術研討會在山城重慶隆重召開，會議期間，我們邀請到了業內專家、學者，優秀企業家代表做客對話欄目，進行訪談交流。本期，我們邀請到的是中南大學的唐有根教授。

唐有根，博士，中南大學二級教授、博士生導師，湖南省電池行業協會會長，中南大學化學電源與材料研究所所長，化學電源湖南省重點實驗室主任，金屬燃料電池工程技術中心（籌）主任，中國儲能與動力電源及其材料專業委員會常務副主任兼秘書長，中國儀表材料學會常務理事，中國電池工業協會理事，中國電化學專業委員會委員。近年來主要從事先進電池、新能源材料和應用電化學等方面的教學、科研和開發工作。相繼開發出系列稀土貯氫合金和動力鎳氫電池系統、高鎳三元鋰離子電池正極材料、硅碳負極材料、水系鋰離子電池、電動大巴用鋁空氣電池系統、無汞鋅粉等多項新產品。致力于解決行業相關企業的技術難題，開展產學研合作，在儲能技術領域具有良好的科研、教學和成果轉化及創新實踐平臺建設經驗和工作基礎。

大行其道的鈉電過渡金屬層狀氧化物正極材料還有那些缺陷？

目前，鈉離子電池正極材料以三種類型為主：過渡金屬層狀氧化物、普魯士藍類化合物和聚陰離子化合物。過渡金屬層狀氧化物具有可觀的放電比容量以及優異的循環性能，加上生產工藝與鋰電三元正極材料具備較高的兼容性，因此許多鋰電正極企業就選擇了這條路線，從而使得過渡金屬層狀氧化物無論是研究層面，還是產業化方面都是發展比較快的一種。那么到現在為止能夠桎梏這類材料產業化的因素還有哪些呢？

對此，唐教授表示層狀氧化物相對來說已經比較成熟，一些產能也已經釋放，市場上也有了一些應用。在發展的過程中，層狀氧化物目前存在的問題主要分為兩個方面。

一個就是材料性能。由于層狀氧化物表面產堿，產堿的存使得電池產氣，導致鈉電池的使用壽命和鋰電池相比有一定的差距，所以還需要進一步的工作。

還有一個問題就是成本。因為鈉電池和鋰電池相比較，它最大的優勢就是成本優勢，但是層狀氧化物目前的成本優勢還沒有體現出來。因為層狀氧化物主要是鎳錳鐵，鎳的比例還比較高，所以成本相對比較高。下一步如果說要開展工作的話，如何使層狀氧化物的成本降低，減少鎳的使用量，開發低鎳甚至無鎳的一些材料，真正發揮鈉電池的成本優勢。

不同種類的鈉電正極材料，其匹配的電解液是否存在區別？

目前，鈉離子電池正極材料主要的三條技術路線相互競爭，尚未有定論。對于這些不同的鈉電正極材料，其匹配的電解液是否存在區別呢？在唐教授看來，電解液方面的差異相對來說不是太大�，F在鈉電池電解液和鋰電池基本上是相似的，主要是六氟磷酸鈉加溶劑匹配應用。但不同的鈉電正極材料，其電解液的差別主要體現在添加劑。針對不同材料體系，它的穩定性、結構等不同，電解液里的添加劑會有一些差別。關于這方面現在也有很多研究，特別是很多電解液企業，也在進行一些工作，而且效果還不錯。

綜合來說，鈉電池主要通用的電解液還是以酯基的為主，其他的主要是添加劑的不同。此外，還有一些醚氯的電解液也在進行探索。

鈉電池以后最大的應用方向是什么？

鈉電池相對鋰電池來說，最大的優勢還是成本，但同時，鈉電池的能量密度以及循環性能，也就是使用壽命，相對鋰電池暫時還是存在差距�；�于目前這種情況，唐教授認為，在一些小動力市場，比如說短程動力，像兩輪車、三輪車以及A0級乘用車等，鈉電池將會率先得到一些應用。

放眼未來，唐教授認為鈉電池未來在儲能上面會有很大的潛力，但是目前或者說短期內，鈉電池的壽命問題還沒有充分完善，它的壽命優勢并不明顯。所以在鈉電池壽命得到完善之前，鈉電池還是主要應用于短程動力、小動力以及家儲這些領域，以及未來可能替代鉛酸的市場。

此外，隨著鈉電池正極材料以及電芯技術的成熟，壽命的提升，加上成本優勢，唐教授相信鈉電池未來在儲能（大儲）應用上會有比較大的優勢。不過這些還要有一定的過程，估計在兩三年以后，鈉電池才有向大儲這個方向發展。

鈉電正負極材料，規劃產能不匹配？

小編之前有注意到，目前鈉電正負極材料，規劃產能極不匹配，大家都熱衷于搞正極材料，負極材料以硬碳為主，且產能較少。而新型負極材料又面臨著待開發、驗證周期長等挑戰，因此負極材料反而是限制鈉離子電池產業化的一個重要的瓶頸。

對于這個現象，唐教授也是表達了自己的看法。在唐教授看來，一方面，正極材料在電池中的成本占比比較高，對電池性能特別是能量密度影響比較大。

另外一方面，正極材料像層狀氧化物，與鋰電池三元材料的制備工藝非常相似，可以快速切換，比較容易介入這個領域。

同時，唐教授也表示，負極材料其實也有不少的開發應用。整的來說，隨著材料的進步，正極材料也好、負極材料也好，鈉電池會快速的得到應用推廣。

唐教授及課題組在鈉電池研究及產業化方面有哪些最新進展？

唐教授及其團隊在鈉電池方面做了不少工作，在鈉電池材料、電芯的研究和產業化方面花費了比較多的人力、物力。在訪談的最后，唐教授也是簡單分享了一下這方面一些進展。

正極材料方面，有兩款層狀氧化物、聚陰離子化合物正極材料已經在和相關的企業進行產業化，目前正在進行中試，估計年底之前會進行量產，可能會達到噸級的產品供應。

負極材料方面，硬碳材料也在和企業進行產業化的工作，該硬碳材料基于竹基的生物質材料，可以做到原材料穩定供應。產品指標在行業上比較靠前，容量可以做到310mAh/g、320mAh/g，首效可以做到90%到91%的水平。目前項目進展情況良好，正在進行中試，年底的話會量產供應。

鈉電池電芯方面，在電池電解液、電池補鈉、電池容量與首效效率提升方面做了一些工作。電芯上面也在和一些企業進行合作。

總的來說，唐教授及其團隊在鈉電池正極材料、負極材料、電解液以及這全電池層面，都在進行相關的研究和開發工作。他們也非常有信心在鈉電池這個領域做出一些貢獻，以推動產業的發展。

（中國粉體網編輯整理/長安）

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