工信部锂离子电池及类似产品标准工作组于11月28日～29日举办“钠离子电池产业链与标准发展论坛”。本次论坛由中国电子技术标准化研究院联合中关村储能产业技术联盟主办，钠离子电池相关产业链企事业单位共同参与。此次大会旨在为钠离子电池产业链企业搭建一个交流的平台，同时也为钠离子电池行业相关人员提供一个了解钠离子电池产业最新资讯的窗口。使参会企事业单位加强合作交流，促进钠离子电池产业健康持续发展。期间，18位行业大咖与大家共同探讨钠离子电池的发展现状与市场前景。来自深圳新宙邦科技股份有限公司的刘中波在本次钠离子电池产业链与标准发展论坛上发表了《钠离子电池匹配电解液开发》主题演讲。此次演讲主要围绕钠离子电池未来可期、锂/钠电池电解液的对比、钠离子电池电解液开发思考与研究进展、新宙邦产业布局四个方面展开。钠离子电池的发展历史介绍，自1970年开始研究钠离子电池，在90年代对钠离子电池的研究暂时被搁置，并于2011年继续对于钠离子电池的研究，钠离子电池迎来高速发展。钠离子电池相较于磷酸铁锂电池拥有倍率更好的优势，同时在不同温度下的容量释放率也更好，在低温状态下，钠离子电池的表现更好。相较于锂离子电池，钠离子电池在成本、低温、倍率、安全和系统集成效率方面具有优势。在能量密度、长循环寿命等方面存在不足，在储能、低速车、工业电池等领域具有较好的应用前景。钠离子电池的利好存在于多个方面，包括资源更加安全、潜在市场巨大、全球政策利好、理论上成本更低。演讲的第二部分，对于锂电池与钠电池的电解液进行了对比。钠电/锂电电解液基础物性对比，双方密度基本持平的情况下，钠电电解液的色度近乎达到锂电电解液的四倍，浊度相差二十多倍，且钠电电解液的闪点稳定高于锂电电解液4.8℃。钠电/锂电电解液热失重对比，经过测试发现，六氟磷酸钠本身的热稳定性和基于其的电解液表现出了更好的热稳定性。钠电/锂电电解液品质对比，在密封保存时，锂电与钠电电解液的水分酸度变化类似，但钠离子电池电解液的色度相对稳定；在湿度环境下，钠离子电池电解液稳定性更好。演讲的第三部分为钠离子电池电解液开发思考与研究进展。新宙邦钠离子电池重点关注层状氧化物/硬碳体系。因为该体系技术成熟度较高。与现有工艺体系兼容，是最快导入应有的体系之一。O3型层状氧化物的不足，Fe离子会转移到Na层中，这种现象不可逆；在高容量高压情况下，正极存在析氧现象；元素掺杂包覆抑制材料的相变技术不完全成熟；Na离子半径较锂离子达，嵌入脱出过程的应力会导致颗粒的破碎；正极材料表面碱性较高。通过石墨和硬碳的典型XRD和SEM图我们可以看出，石墨与硬碳的物性和电化学差异明显，斜坡区的存在要求电解液变更设计理念。钠电的SEI膜结构中存在的磷酸钠层，且与锂电的马赛克模型有极大的不同。可以看出FEC添加剂对提升SEI膜稳定性作用非常明显。钠离子电池电解液设计考虑，在正极方面，有高镍正极类似的需求，碱度耐受和提升正极稳定要求更改；负极方面；有超级电容器和石墨双重借鉴，以及斜坡区和平台区容量的双重考虑；在SEI膜方面，需要提升SEI膜的稳定性和结构的认知，增加对于电解液调控SEI膜的手段。为了提升钠离子电池电解液，目前有醚基电解液创新设计，调节溶剂化结构，提高钠离子传输动力学；基于配方定制化设计，实现多层次多元素界面膜协同修饰，抑制正极缺陷产生，隔绝界面副反应，稳定材料结构；针对脱锂后正极材料表面缺陷催化电解液分解，通过电解液特殊设计抑制正极缺陷的产生，并可以抑制缺陷对溶剂的吸附过程，进而抑制产气。在传统锂电组成配方的基础上，以传统碳酸酯溶剂和钠盐添加剂组合，通过优化配方可以实现性能的较大提升，循环寿命可以提升一倍以上。在使用新型溶剂提升性能方面，SCT2673溶剂表现出对钠离子电池的全面提升，循环提升尤为明显。在改善电池循环性能与产气方面，SCT2584与SCT2582是有潜力的添加剂，SCT2582可以改善电池高温循环，SCT2584可以改善循环性能、倍率性能和有效抑制高温循环产气。深圳新宙邦科技股份有限公司2016年开始进行钠离子电池电解液的开发，Neralyte系列钠离子电池电解液已经发布，适用范围包含基础化工原理、电子化学品、电子元器件、电池、电容等、3C数码产品、储能、医药等方面。Neralyte系列钠离子电池电解液在改善倍率、提升循环、抑制产气等方面具有较好的效果。目前深圳新宙邦科技股份有限公司已完成钠离子电池吨级生产的工艺开发，钠电新型添加剂和溶剂在江苏翰康和湖南福邦规划量产。最后，深圳新宙邦科技股份有限公司感谢南方科大、中科海纳、上海交大、钠创研发过程中所提供的帮助。以上为深圳新宙邦科技股份有限公司在本次钠离子电池产业链与标准发展论坛上发表的《钠离子电池匹配电解液开发》主题演讲。有意者可联系深圳新宙邦科技股份有限公司了解详情。
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