研究开发

高容量耐低温复合型层氧钠离子电池正极材料

(1)成果简介

新能源汽车和大规模储能作为国家战略性新兴产业,是应对能源危机、大气污染和实现汽车产业转型升级的重要途径。在“双碳”目标推动下,锂离子电池市场快速扩张,但面临锂钴资源储量有限、分布不均以及价格剧烈波动等问题,给产业链带来巨大压力。相比之下,钠资源具有储量丰富、分布广泛且价格稳定的优势,发展钠离子电池既能保障资源安全,又可促进新能源产业结构优化。由于电池性能主要取决于正极材料,因此开发高能量密度、长寿命、高安全的无钴钠离子电池正极材料已成为当前产业发展的迫切需求。针对市场上对高倍率、宽温域、高能量密度、长寿命和低成本钠离子电池的需求,矿冶集团当升科技突破了原子级界面工程和晶格应力调控等关键技术,开发了具有自主知识产权的钠电多晶单晶复合型层状氧化物正极材料,将钠离子电池的能量密度提升至180Wh/kg以上,循环寿命突破4000次,20C倍率下容量保持率达85%,-40℃环境容量保持率超80%。该产品综合性能处于国际领先水平,批量应用于混合动力电动车、二轮电动车、UPS电源、储能和工程机械等领域。

(2)主要性能指标及适用条件范围

1)0.1C放电比容量(半电池2.0~4.1V)≥150mAh/g;2)循环寿命≥4000次;3)-40℃放电容量≥80%。该产品适用于高功率钠离子电池。

(3)成果应用情况

该产品综合性能优异,满足了市场对电池低成本、高倍率、耐低温和长循环的使用要求,应用于混合动力电动车及二轮电动车领域。

(4)成果展示

图1 产品电镜图          图2 产品应用领域(二轮电动车)