世面首款!钠谛“高熵01号”商用高倍率钠电正极正式发售

2021年5月30日

  • 5C充放
  • 比容量>130 mAh/g
  • 泡水无明显衰减
  • 钠谛“高熵01号”商用高倍率抗潮解钠离子电池正极发售
钠离子电池因成本极具优势、钠资源储量丰富与锂电产线高度重合等优势迎来大规模商业化应用。近日,钠谛科技“高熵01号”商用高倍率抗潮解钠离子电池正极正式量产。该款材料将“高熵”理念引入钠电正极结构设计中,最大程度协调不同元素组分对电池性能贡献的相互作用,使其具有5C充放、比容量>130 mAh/g、泡水无明显衰减的优异充放电倍率性能,成功实现高倍率与氧晶格稳定性间的理想折衷,是当前世面首款“高熵”商用高倍率钠电正极材料,为小动力电池、新型储能等低成本、宽温域、快充电场景应用提供了有望替代铅酸和锂电的高效钠电主材解决方案。

高熵01号

商用高倍率抗潮解钠离子电池正极

熵,是热力学中描述体系复杂程度的状态量;“高熵”代表高度无序的状态。将“高熵”理念运用于电池材料设计中,可实现“混合熵+混合焓”热力学平衡的细致调控,最大程度提高材料结构稳定性和电化学性能

目前,钠离子电池正极有层状氧化物、聚阴离子化合物及普鲁士蓝类化合物三种主流技术路线,不同技术路线各有利弊,适配不同下游市场应用。其中,层状氧化物因与锂电工艺类似,产业化速度走在前列,关键指标综合性能优异。但传统层状氧化物也存在明显短板,比如充放电过程中晶格结构易相变,导致容量易衰减、倍率性能不佳,当层氧正极暴露在空气中时,晶格内的钠离子易逃逸到材料表面,并与空气中的水和二氧化碳反应潮解,产生残余碱性物质,进而损害材料动力学性能,稳定性亟待提升。
钠谛科此次推出的“高熵01号”商用高倍率钠电正极打破了传统单一主元素层状氧化物设计理念,灵活运用不同金属元素组分在双晶格位点的复配掺杂方法,借助弹性模量可调的过渡态创造正极材料内部结构电化学稳定的能量景观,采用“鸡尾酒”固相制备方法,构建出“O3+P2”型层氧共晶堆垛结构,实现对钠电层状氧化物正极化学环境、晶体结构、晶格畸变、氧化还原状态的精准调控,成功制备出最大充/放电倍率10C、构型熵最大化、热力学稳定、机械强度优异、导电性好的“高熵01号”正极,有效抑制了钠离子在正极脱嵌过程中的相变和微小晶格变化,兼具O3型层氧正极的高钠填充和P2型层氧正极的高电压稳定性
为进一步缓解钠电层状氧化物正极材料对空气中水分和二氧化碳的敏感效应,钠谛科技自主研发出钙钛矿原子级包覆工艺在钠电正极表界面巧妙地包覆了仅有几纳米厚的超薄均匀钙钛矿纳米“保护层”,可调控性强,有效抑制了材料中氧气的析出,减少了材料与空气的不利反应,稳定了钠离子在脱嵌过程中的晶体结构、提升了正极材料的循环稳定性,成功破解钠电层状氧化物正级极易吸水难题。
目前,集成钠谛科技自研“高熵01号”层状氧化物正极的第一代钠离子电池可实现常温下充电10分钟充电至90%的优异性能。下一步,该款材料将率先供货PHEV调频市场方壳电芯、工商业源网侧储能电源、数据中心UPS电源、启停电源等大倍率短时放电场景应用核心客户。

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