前面的文章我们分别介绍了钠电池层状氧化物正极材料和普鲁士蓝类聚合物材料,最后带大家梳理一下聚阴离子正极材料供应商,并为大家介绍其他正极相关产品供应商。
聚阴离子型化合物是指由一系列阴离子四面体 或其衍生基团与过渡金属-氧多面体构成的具有开放框架结构的材料。根据聚阴离子基团种类的不同,聚阴离子化合物主 要分为正磷酸盐、焦磷酸盐、硫酸盐、混合聚阴离子、氟磷酸/硫酸盐、硅酸盐和钼酸盐等。
该类材料具有以下优势:1)强X-O共价键构成的框架结构赋予了该类材料突出的稳定性和高安全性;2)3D框架结构含有丰富的晶格空位,可以缓解钠离子反复嵌入脱出所导致的体积变化和复杂相变反应;3)聚阴离子基团的诱导效应弱化了M-O键,使过渡金属离子的氧化还原电位得到提升。
图:各类聚阴离子材料晶体结构
在各类开发的正极材料中,聚阴离子型正极材料,由于具有三维框架结构(类似于磷酸铁锂的橄榄石型晶体结构居多)、聚阴离子的诱导效应、稳定的电化学性能、长期循环稳定性好、安全性高,是钠离子电池中极有应用前景的正极材料之一。但该材料低的电子电导率阻碍了电化学性能的发挥,同时高昂的合成和复杂的制备工艺也阻碍了上述材料的产业化应用。
目前,广泛应用制备聚阴离子化合物的方法有三种。
1. 固相法
固相法是一种合成钠离子电池材料比较常用的方法, 通常是指两种或两种以上固体直接参与反应, 同时引起化学变化的反应。
2. 溶胶—凝胶法
溶胶—凝胶法是制备固体氧化物或其它化合物的一种方法, 属于湿化学方法中的一种。
该方法主要是用含有高化学活性组分的化合物为原料, 在液相中将这些原料均匀混合, 并进行水解、缩合反应, 在溶液中形成稳定的透明溶胶体系, 溶胶经陈化、胶粒间缓慢聚合,形成具有三维空间网络结构的凝胶, 凝胶再经过干燥、烧结固化最终得到成分比较均匀的材料。
溶胶—凝胶法与其它传统方法相比具有明显的优越性, 如前驱体溶液化学均匀性好(可达分子级水平)、合成温度较低、粒径较小且分布窄、比表面积大、反应过程易于控制、设备简单等, 近些年来被广泛应用于钠离子电池正、负极材料的制备上。
3. 水热合成法
水热合成法属液相化学的范畴, 是指在特制的密闭反应器中, 采用水溶液作为反应体系, 通过对反应体系加热、加压, 创造一个相对高温、高压的反应环境, 使得通常难溶或不溶的物质溶解, 并且重结晶的一种方法. 用水热合成法制备出的纳米晶体, 不仅粒度分布均匀、晶粒发育完整, 而且原料较便宜, 能够得到理想的化学配比的晶体。
下面,我们介绍几家聚阴离子化合物正极材料的供应商。
1. 江苏众钠能源科技有限公司
江苏众钠能源科技有限公司成立于2021年1月,是一家新兴的钠离子电池研发企业。团队在钠离子电池研究成果转化层面位居国内梯队,目前已经成功开发出3款钠离子电池正极材料的全套制备技术,小试阶段的软包电池样品经第三方检测,性能指标远超竞品。
2022年12月21日消息,众钠能源完成新一轮数千万元融资,本轮融资由同创伟业领投。
这是该公司继9月份获得南大紫金及苏高新创投联合投资后,公司成立以来获得的第二轮融资。本轮资金将主要用于材料中试、电芯设计开发及科研团队扩充。
众钠能源围绕聚阴离子技术路线进行电化学材料体系及工艺路线深度攻关,已成功制备出具有明显价格和性能优势的单体钠离子电芯,第三方机构及客户检测结果显示,该电池安全性及高低温性能优异,同时兼具较高的能量密度和循环寿命,在储能设施、新能源汽车及低速电动工具等数个千亿级应用场景中,有着极其可观的市场潜力。
2021年,众钠能源发布硫酸铁钠钠离子电池。2022年公司产品进入中试阶段,计划发布新产品,并进入客户的验证体系;2023年进入量产阶段。公司2022年3月百吨级材料项目投产,2023年电芯产能规划达GWh以上。
官网:http://www.zoolnasm.com/
2. 深圳珈钠能源科技有限公司
深圳珈钠能源科技有限公司成立于2022年4月,致力于高安全、长寿命、低成本钠离子电池体系的研究与开发。公司面向行业提供钠离子电池用正极、负极和电解液关键材料及钠离子电池产业化技术,所制备的钠离子电池可用于太阳能及风能等绿色能源的储能、智能电网(发电侧、用户侧)、备用电源、低速电动车、两轮车等领域。
目前珈钠能源生产的铁基磷酸盐和铁基硫酸盐正极材料,组装成大容量钠离子电池的能量密度应可达到100Wh/kg和120Wh/kg,在替代50Wh/kg级别的铅酸电池时可以实现快速扩张。
由于聚阴离子正极材料体系类似于锂离子电池磷酸铁锂体系,没有氧化物正极材料体系表面残碱的问题,因此在材料储存和电池加工过程中对储存和生产环境则较易管控,生产成本大为降低。在这些环节上,聚阴离子正极材料体系较其他正极材料体系优势明显。
珈钠能源现处于小中试阶段具备初期产业化、十公斤级的产品制备实力,并已送样给电池头部企业进行全电池测试、验证。据了解,珈钠能源正在筹划百吨级的中试线,预计明年4月实现中试线产品稳定输出,以规模化储能、低速两轮车和备用电源为目标市场。
官网:http://www.janaenergy.com/
3. 上海璞钠能源科技有限公司
上海璞钠能源科技有限公司运营与研发总部位于上海市金山区碳谷绿湾产业园,公司成立于2022年,由国内一流的科学家团队与产业团队共同组建,有中国第一个“钠基电池”国家重点研发计划项目首席夏永姚教授和中国500强企业超威电源集团的董事局主席周明明先生共同参与,项目也得到了上海市尤其是金山区的重点扶持。
璞钠公司钠离子电池正极材料中试及电芯实验线已经建成,目前是国内第一家实现聚阴离子钠离子电池中试的公司。预计今年年初璞钠将完成项目中试工作,转入产业化运营阶段。公司定位为全球领先的钠离子电池企业,公司产品主要定位于小动力电池与储能电池系统与相关产品。
目前聚焦在正极材料和电芯的研发工作。现在实验室已经初步搭建完成,材料中试设备全部到齐,预期2月中旬完成调试,然后进行试生产和生产。材料的中试线为百吨级,目前是国内乃至全球聚阴离子里规模最大的。公司的公斤级实验线在去年9月底就已建成,现在处于连续运转阶段。实验线下线的材料,经过和多家第三方企业测试验证,达到甚至稍稍超出项目预期水平。
4. 江苏传艺科技股份有限公司(股票代码:002866)
江苏传艺科技股份有限公司创建于2007年11月。公司将建成年产6万吨正极材料、3.6万吨负极材料及年产10GWh的钠离子电池的自动化生产线,主要产品形态为方形铝壳及圆柱形钠离子电芯及其pack系统。
传艺钠电项目建设分为一期(中试线)、二期(2GWh钠离子电池)及三期(8GWh钠离子电池)等三个阶段,一期项目建设计划投资5000万元人民币,建成后可开发出国内先进、国际领先的的钠离子电池,产品主要参数满足能量密度大于 145Wh/kg、循环寿命大于4000次、安全性符合国标,主要针对层状氧化物;二期项目计划投资10亿元人民币,建成年产2GWh的钠离子电池生产线及相应产能的正负极材料产线,主要针对聚阴离子的生产;三期项目计划投资40亿元人民币,建成年产8GWh的钠离子电池生产线及相应产能的正负极材料产线,项目全部达产后可满足10000万余辆低速电车的钠电池系统及相应储能系统,年产值约100多亿元。
官网:https://www.naecn.com/
5. 多氟多新能源科技有限公司(股票代码:002407)
多氟多新能源科技有限公司成立于2010年12月,于2018年11月正式由多氟多(焦作)新能源科技有限公司更名为多氟多新能源科技有限公司。产品布局新能源电池及材料、电动汽车动力总成领域。公司专业从事生产研发新型锂离子电池、原材料、模组、车用电池包等产品的高新技术企业,产品广泛应用于电动自行车、电动汽车、移动通信设备、电动工具、太阳能光伏及风力发电储能、智能电网储能、智能大厦储能及供电、移动通讯基站、UPS、便携移动电源等诸多领域,与国内多家知名汽车制造商均有业务合作。
在钠电池材料领域,除了优势产品六氟磷酸钠,多氟多还在努力实现正负极等材料的自主供应。其中,在钠电池正极材料路线方面,主要为层状氧化物、聚阴离子、普鲁士化合物三种,三种路线各有优劣,但层状氧化物由于与三元锂化合物相近,所以层状氧化物路线产业化会更快。多氟多主要采用层状氧化物和聚阴离子两种路线。根据规划,公司在2023年将配套1GWh/年钠电池产线,完成5000吨/年正极以及2000吨/年负极产线的投产。
根据多氟多的规划,2023年公司将配套1GWh/年钠电池产线,完成5000吨/年正极以及2000吨/年负极产线的投产,多氟多有望在钠电池及材料赛道持续保持领先地位。
官网:https://www.dfdchem.com/
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