磷酸盐基钠离子电池技术
发布时间: 2022-06-20
来源: 科创项目库
基本信息
钠离子电池具有资源丰富、性价比高、安全性好等优点有望在中低速电动
车及大规模储能领域取代或部分取代锂离子电池和铅酸电池获得广泛应用。因
此,发展资源丰富型钠离子电池技术已成为国家重大战略需求。
聚阴离子型磷酸盐因结构稳定、钠扩散快、安全性高等优势成为高比能、
高比功率、高稳定性钠离子电池的优选正极材料。储能技术研究部在 2016 年
开 始布局聚阴离子型磷酸盐基钠离子电池技术。结合市场对新型储能电池在资
源、 成本、性能多方面的准入要求考虑,团队瞄准中低速电动车和大规模储能
应用领域的迫切需求,梳理并确立了高比能、高稳定性 V 基磷酸盐和低成本
Fe、Mn 基 磷酸盐基钠离子电池体系的技术发展路线。通过近 5 年的努力,实
现了磷酸盐基 钠离子电池从基础研究探索到关键材料中试规模制备、大容量电
芯器件和储能系统集成的跨越。在基础研究方面,先后攻克了钠离子电池技术
磷酸盐正极电导率 低、稳定性差,碳基负极储钠动力学慢,固液界面成膜机理
不明确等系列关键科学问题。在关键材料、器件及系统研发方面,目前已经实
现了高性能磷酸盐电极的 3-5 公斤级、电解液公斤级规模化生产,开发出了系
列钒、铁、锰系磷酸盐基钠离子 电池软包电池,集成了国内首套 48V/10Ah 磷
酸盐基钠离子电池储能系统并作为 中低速电动车的电源系统成功示范。相关技
术共申报发明专利 40 余件,获授权专利 13 件,形成了较为完整的自主知识
产权体系。通过三方检测,自主研制的 第一代 5.2Ah 级磷酸钒钠基钠离子电
池电芯比能量>126Wh/kg,第二代 5.7Ah 级 氟磷酸钒钠基电芯比能
量>140Wh/kg,可实现 6min 快充,部分指标已超过国外同 类产品水平;且自
主研制的钠离子电池电芯顺利通过国军标《锂离子蓄电池通用 规范》的针刺测
试,表现出优异的安全性。为了进一步降低磷酸盐电极材料成本, 团队正在开
发 Fe、Mn 基磷酸盐电极,以期推进低成本磷酸盐钠离子电池在中低 速电动车
和规模储能中的应用。