電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道
在全球能源轉(zhuǎn)型與“雙碳”目標(biāo)的推動下，鈉離子電池憑借資源豐富、成本低廉、安全性優(yōu)異等突出優(yōu)勢，正成為儲能與低速交通領(lǐng)域的新寵。研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，我國鈉離子電池市場將從2025年的10GWh增至2034年的292GWh，年均增長45%，展現(xiàn)出廣闊的市場前景。作為電池性能的核心支撐，正極、負(fù)極、電解液三大關(guān)鍵材料的技術(shù)突破，直接決定著鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，中國石化等龍頭企業(yè)的深耕細(xì)作，正為這一領(lǐng)域注入強(qiáng)勁動力。

正極材料是決定鈉離子電池能量輸出效率和循環(huán)穩(wěn)定性的核心環(huán)節(jié)，其晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、離子擴(kuò)散效率和電子傳導(dǎo)能力至關(guān)重要。目前主流的正極材料分為層狀金屬氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍(lán)類化合物三大類，形成了互補(bǔ)的應(yīng)用格局。

層狀金屬氧化物憑借高比容量和高電壓平臺優(yōu)勢，在低速電動車、工商業(yè)儲能等場景表現(xiàn)突出，但面臨循環(huán)過程中結(jié)構(gòu)相變和鎳元素成本較高的問題；聚陰離子化合物則以優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱安全性成為儲能領(lǐng)域的潛力股，卻受限于電子導(dǎo)電性差和能量密度偏低的短板；普魯士藍(lán)類化合物原料成本低、能量密度較高，但其結(jié)晶水控制和循環(huán)穩(wěn)定性不足，氰根離子水解還可能產(chǎn)生有毒氣體。

針對這些痛點(diǎn)，中國石化大連院開展專項(xiàng)研究，通過元素?fù)诫s技術(shù)制備高比能高穩(wěn)定性鎳錳基正極材料，既利用電化學(xué)活性金屬提升容量，又借助非活性金屬抑制相變，產(chǎn)品可逆比容量大于138毫安時(shí)/克，已完成百公斤級驗(yàn)證，為正極材料的性能升級提供了有效方案。

負(fù)極材料承擔(dān)著鈉離子嵌入脫出、電子傳導(dǎo)等關(guān)鍵功能，其性能直接影響電池的能量密度與循環(huán)壽命。在眾多負(fù)極材料中，硬碳因結(jié)構(gòu)適配鈉離子存儲、綜合性能均衡，成為當(dāng)前商業(yè)化落地的最優(yōu)選擇。這種非石墨化碳材料擁有彎曲的石墨烯片層和豐富的納米孔隙，0.37-0.42nm的大層間距能輕松容納鈉離子，且原料來源廣泛，包括生物質(zhì)、樹脂、瀝青等。

但不同前驅(qū)體各有短板：生物質(zhì)原料性能較好但來源不穩(wěn)定，樹脂基產(chǎn)品純度高卻成本偏高，瀝青和無煙煤則存在性能短板。中國石化充分發(fā)揮石化行業(yè)優(yōu)勢，創(chuàng)新提出軟碳硬化策略，以石油焦為原料，從納米層級改造其精細(xì)結(jié)構(gòu)，既保留軟碳的電子傳輸特性，又兼具硬碳的儲鈉優(yōu)勢，研發(fā)的負(fù)極材料可逆比容量達(dá)360毫安時(shí)/克以上，首周庫倫效率超過93%，性能優(yōu)于傳統(tǒng)生物質(zhì)基、樹脂基產(chǎn)品，且來源穩(wěn)定、成本可控，同樣完成了百公斤級驗(yàn)證，破解了硬碳負(fù)極規(guī)模化生產(chǎn)的難題。

電解液作為鈉離子遷移的橋梁，是保障電池循環(huán)性能與倍率能力的關(guān)鍵。與鋰離子電池相比，鈉離子半徑更大、溶劑化結(jié)構(gòu)不同，要求電解液在電化學(xué)穩(wěn)定性、電導(dǎo)率等方面實(shí)現(xiàn)新的平衡。鈉電電解液通常由六氟磷酸鈉等鈉鹽與碳酸酯類溶劑組成，并搭配功能添加劑，承擔(dān)著構(gòu)建穩(wěn)定界面膜、提升高低溫性能、抑制副反應(yīng)等多重功能，其成本占電池總成本的 15%-25%，卻對安全性和壽命產(chǎn)生倍增效應(yīng)。

面對全球電解液需求的快速增長，中國石化上海院構(gòu)建了核心技術(shù)體系，突破新型溶劑體系設(shè)計(jì)和特種添加劑開發(fā)瓶頸，研制的高安全性溶劑體系顯著提升了電解液的熱穩(wěn)定性，特種功能添加劑可快速構(gòu)建致密界面膜，有效抑制副反應(yīng)和過充風(fēng)險(xiǎn)。2025年，上海院首次實(shí)現(xiàn)鈉離子電解液噸級銷售，相關(guān)方殼鈉電電芯通過CNAS認(rèn)證，具備了規(guī)模化供應(yīng)能力，為產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。