11月30日讯：

钠离子电池系列之二：聚阴离子新路线？

一．聚阴离子发展情况

目前层状氧化物虽在应用产业化走的较为超前，但聚阴离子也紧跟其后。从两类技术路线来看，层氧虽然在比容量和能量密度上拥有较强的优势，到哪因其本身结构相变复杂，循环寿命低，稳定性较差，因此较难满足储能场景的应用需求。为填补钠离子电池在储能应用的空白，恰巧聚阴离子在循环稳定和高低温性能表现上都优于层状氧化物，但其比容量较低，能量密度较低，这是目前聚阴离子落后于层状氧化物推广应用的主要原因之一。另一方面聚阴离子分类和种类较多，需要大量时间和人力的投入去明确技术路线的可靠性，导致聚阴离子整体研发和迭代速度较缓慢。

二．聚阴离子路线

       聚阴离子简单聚阴离子多面体和过渡金属离子多面体通过强共价

键连接而形成的具有三维网络结构的化合物，可以概括为NaxMy(XaOb)zFw。其中M 为Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni等中的一种或几种；X为Si、S、P、As、B、Mo、W、Ge 等。聚阴离子材料主要分为单阴离子类和多阴离子类。因多阴离子类得研发和验证更加耗费时间和人力，故目前研发和推广多以单阴离子类为主。目前单阴离子类主要分为硫酸盐、焦磷酸盐、氟磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐等。

       钒基类：早期为提高聚阴离子的比容量，尝试在聚阴离子中参入钒。如磷酸盐中的NASICON，其含有可变价过渡金属元素（如V、Fe、Cr、Mn、Ni、Cu、Mg 等）的NASICON 材料可以作为电极材料。其中，Na3V2(PO4)3是典型的代表，通过对其表面包碳可逆比容量能接近理论比容量117mAh/g。氟磷酸盐中加入钒的代表材料为氟磷酸钒钠Na3(VO1-xPO4)2F1+2x (0≤x≤1)，其理论比容量可达128-130mAh/g，并且其有着稳定的三维结构，最高寿命循环可达10000次，且最高倍率可达100C.然而因钒类物质高昂的成本和自带的毒性，让众多研发逐渐摒弃改路径

图1：橄榄石型磷酸铁钠示意图及性能参数

图2：焦磷酸铁钠示意图及性能参数

图3：磷酸钒钠示意图及性能参数

       除此之外，当下的研究路线主要集中在磷酸盐系、焦磷酸盐和硫酸盐系列。磷酸盐系（橄榄石型：磷酸铁纳）作为最为早期的研究路线，其整体路线和迭代思路较为明确，在提高比容量的基础上尽量降低制备成本。因该需求，逐步研发拓展到焦磷酸盐系（焦磷酸铁纳）。但是其制备成本相比于锂电依然过高，故逐渐过渡到磷酸盐系（硫酸铁纳）。目前硫酸铁纳的总制备成本预计在2万元/吨，目前虽与锂电依然存在差距，但是相比于磷酸盐和焦磷酸盐系的制备成本有显著下降，但是硫酸的性能较差，故其目前仅适配两路车等低端应用场景，短期内材料性能也较难突破。

图4：三类聚阴离子参数对比

三．市场未来预测

从短期来看，预计磷酸盐系在2025年逐渐出货放量，硫酸盐系虽然成本较低，但受限其性能突破较难，短期内难有较大增量，但其面对两轮车市场，如获取不错的市场占有率，其整体出货预计在2025年H2迎来放量增长

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