6月5日，2024(第四届)中国(山东)储能高质量发展大会暨展览会在济南开幕。大会以“聚焦储能发展，共创绿色未来”为主题，邀请了两院院士、专家学者，国内发电、电网、电力规划设计、储能投资建设、能源数字、综合能源服务、数字能源支撑服务等企业相关负责人，储能全产业链供应商、集成商及行业领军人物共700余人参加活动。山东华纳新能源技术总监、中国科学院化学研究所郭玉洁博士受邀参加盛会。
在同期举办的“储能新技术应用”论坛上，郭博士发表了题为“钠离子电池层状正极材料：优化策略与发展趋势”主题演讲。随着能源需求的持续增长和环境问题的日益严峻，发展新型储能技术已成为迫在眉睫的任务。郭博士深入剖析了钠离子电池作为新型储能技术的物理化学特性、资源优势以及其在低温和倍率性能上的卓越表现。其中，郭博士聚焦钠离子电池正极关键材料，分享了层状正极氧化物正极的研发突破和未来发展趋势。郭博士特别指出，钠离子电池凭借其独特的优势，在能源存储领域将会展现出巨大的应用潜力。
钠离子电池优势：资源丰富 性能优异
郭博士表示，钠离子电池作为一种新型储能技术，具有资源丰富、成本低、供应链稳定等优势。与铅酸电池相比，钠离子电池具有更高的能量密度和更好的循环稳定性，有望逐步替代现有的铅酸电池市场。与锂离子电池相比，尽管钠离子电池能量密度略低于锂电池，但其倍率/低温性能的优势明显，能够解决新能源车在冬季续航里程下降的问题，展现出了广阔的市场前景。
突破技术壁垒 实现层状氧化物正极性能提升
针对层状氧化物正极材料面临的问题，研发团队提出了创新性的解决方案。研发团队通过元素取代解决了高电压下的不可逆相变、氧析出以及空气稳定性差的问题。此外，通过构筑钠/空位无序结构显著提升了正极材料的倍率性能。以上创新性的解决策略，可实现层状氧化物正极材料性能的全面提升。郭博士表示，依托中国科学院化学研究所深厚的研发实力和山东华纳新能源达到国际领先水平的制备工艺，公司向市场推出的HP高功率型、MH中高能量型、HE高能量型钠离子电池正极材料产品受到了客户的高度认可。公司研发的正极材料产品在高电压、低温、高温循环等方面表现优异。同时，团队紧密贴合市场端需求，持续深化产品的差异化性能，推动产品的快速迭代，为钠离子电池在储能、工程机械、启停电源等多场景应用落地提供了强有力的技术支持。
关于产品性能
HP-1高功率型一代钠离子电池正极材料
高倍率 高电压 长循环
· 低电压2-4V循环3000圈容量保持率达到约90%
· 高电压2-4.2V循环2000圈容量保持为85%
· 倍率性能优异，15C保持率约为90%
· 宽温域：-40℃保持率为80%；55℃高温循环稳定
HP-2高功率型二代钠离子电池正极材料
低成本 高倍率 高电压 长循环
· 相较于一代材料，HP二代材料成本降低了10%
· 压实密度得到了显著的提高
· 保持优异的高电压、高温循环稳定性能
MH中高能量型钠离子电池正极材料
低成本 高电压 长循环
· 克容量的发挥能够达到140mAh g-1
· 镍含量低于30%，有效降低产品成本
· 全电池测试，电压为4.1V时，没有产生明显相变，保证长循环稳定
HE高能量型钠离子电池正极材料
高容量 长循环
· 克容量为160mAh g-1
· 能量密度与磷酸铁锂相接近
· 高电压无明显相变，确保长循环稳定
降本增效 加快钠电应用落地
郭博士表示，随着钠电在多个领域的应用试验落地，从实际市场应用情况出发，公司的产品开发策略将围绕降低度电成本、提高安全性能、深挖钠电特性三大方向开展。
首先，在降低成本方面，郭博士指出，通过减少镍等高成本过渡金属的使用，并引入成本较低的铁等元素替代，可以在保持电池性能的同时降低材料整体成本。此外，通过提高质量能量密度和体积能量密度，提升层状氧化物正极材料的能量密度，进而降低度电成本。郭博士还提到，尽管钠离子电池的循环寿命相较于锂电池还有提升空间，但通过不断的技术革新，可以不断提高循环寿命，进而降低电池全生命周期度电成本。
安全性能的提升是钠离子电池发展的关键。郭博士强调，在高电压下，由于在正极材料表面可能产生氧的自由基并与电解液发生反应，导致热失控，因此需要通过调整颗粒形貌、元素掺杂、表面痕量掺杂以及浓度梯度设计等方法来解决这一问题，从而提高钠离子电池的安全性能。郭博士还提到，随着钠电技术在多样化场景的深入应用，其独特的倍率性能和低温性能优势将被进一步挖掘。这些性能优势的深入探索将加速钠电技术在消费类电池、园林工具、工程机械以及高寒地区等场景的应用落地，加速钠电技术的广泛应用。
最后，郭博士表示，凭借领先的技术优势，公司致力于不断优化成本效益，通过扩大产能和加速前驱体产业布局，实现以量放价，同时不断增强产品的差异化竞争力。此外，山东华纳新能源将深化与产业链合作伙伴的协作，携手推动钠电产业的创新与高质量发展，为整个行业注入新的活力和增长动力。
