鈉離子電池正負極關鍵材料
一、意昂3平台簡介
我國“碳達峰、碳中和”宏偉目標的提出🏌🏻♂️，明確了社會發展的綠色低碳導向。實現這一目標的關鍵在於提升新能源在能源結構中的比重♦️、構建以新能源為主體的新型儲能。新型二次電池是新能源體系的重要支撐，是新能源在電力、交通🐈、軍事等重要領域廣泛應用的關鍵🦸🏼♂️。鈉離子電池具有低成本🧑🏻🍳、長壽命和高安全性等突出優勢，有望應用於低速電動車、數據意昂3🐢、通信基站、家庭/工業儲能🏄🏽♂️、可再生能源大規模接入和智能電網等領域，具有重要經濟價值和戰略意義。但鈉離子電池的實用化受到其能量密度🛀🏿🧑🏼🚒、循環穩定性的製約，因此，亟需開發高性能🫷🏼、高穩定性且低成本的正負極關鍵材料⚡️👨🏼🎨。
在正極側🫁，釩基聚陰離子材料因其出色的長循環穩定性和高安全性而備受關註。然而，目前氟磷酸釩鈉的合成工藝存在諸多問題，如高溫燒結導致產物不純、能耗高等。為解決這些問題🧑✈️，本項目創新性地篩選並引入具有特定基團的添加劑🫅🏻🧅，在低溫液相體系裏首次實現了兼具高結晶度和高性能的氟磷酸釩鈉正極材料的可控快速製備🎥。製備流程僅需數小時，且無需後續陳化處理和高溫燒結步驟。這一製備技術先進且經濟高效🌓，添加劑來源廣泛且價格低廉，顯著降低了材料製備成本和設備能耗。氟磷酸釩鈉正極材料低成本快速製備技術的實現大大降低了儲能上遊的成本壓力🧎♂️，有助於推動可再生能源的大規模應用🏂🏽。
在負極側🌞，硬碳材料具有儲鈉容量較高、來源廣泛👇、成本低廉等優勢，是目前最具產業化前景的鈉離子電池負極材料之一。硬碳材料根據來源可分為樹脂基硬碳👼🏿、瀝青基硬碳以及生物基硬碳材料🤹🏻♀️👩🏼🍼。其中生物質基硬碳的前驅體為可再生資源😲，來源豐富，且具有獨特的微觀結構與自摻雜效應，具有較高的可逆比容量，是目前極具商業化潛力的鈉離子電池硬碳負極材料。本項目在鈉離子電池生物質基硬碳材料方面具有堅實的研究基礎🙎♂️，已創新性地開發了以生物質椰殼🙎🏽♀️、蓮蓬💁🏽♂️、羅望子以及生物質衍生物木糖、殼聚糖等為前驅體的硬碳材料🧪，上述硬碳材料製備工藝簡單✮、原材料成本低廉、比容量高🏍，具有在鈉離子電池硬碳負極市場實現商業化應用的潛力🏆。
本項目的鈉離子電池正負極關鍵材料研究意昂3平台堅實🚍，有望在大規模儲能電站領域得到初步應用，隨著研究的進一步成熟，材料製備成本有望進一步降低👩🏼🍳，並拓展應用於商用領域，如低速電動車、通信基站和智能電網等。這一研究意昂3平台的推廣應用有望推動鈉離子電池市場推廣🥈，進一步促進清潔能源和儲能技術的發展。
圖1.本項目研發的鈉離子電池正負極材料
二、應用領域
大規模儲能電站和電動交通領域。
三、市場前景
在正極側，本項目所研發的氟磷酸釩鈉製備工藝在采用來源廣泛且價格低廉的添加劑的基礎上，進一步選用廉價的五價釩化合物作為釩源，顯著降低了材料的總製備成本♋️⛹🏽♀️。同時，由於無需進行後續的陳化處理和高溫燒結過程，該技術顯著節約了能耗，縮短了製備周期，並提高了經濟效益。根據原材料核算♟，采用本工藝製備的氟磷酸釩鈉的成本約為7.28萬元/噸。未來，本項目擬繼續研發並采用廉價的過渡金屬作為摻雜劑，以降低貴重過渡金屬元素在氟磷酸釩鈉材料中的比例，進一步降低材料總成本。
在負極側，目前進口的硬碳負極材料（如日本可樂麗椰殼硬碳）價格高於20萬元/噸🤸🏿，開發低成本硬碳材料的需求極為迫切。目前硬碳采用的前驅體原料主要有生物質、樹脂基和瀝青等。樹脂基製備出的硬碳成本昂貴🐎，產業化難度大💆🏼♂️。瀝青基前驅體雖然成本低廉，原料易獲取，但性能不佳👃🏿，且存在環境汙染問題。生物質原材料成本低廉，遠低於人造石墨的價格，如生物質原材料價格僅在數百元/噸。其次🍡，成功選型並大規模量產之後，生物質硬碳的製備工藝簡單🧑🏻⚕️，相對石墨而言能耗較低🐈，可進一步促進製備成本的下降。生物質基硬碳負極材料可通過熱解大多數碳前驅體製得，原料來源廣泛，綠色環保☂️，大部分是工農業生產過程中的副產品或是廢料👳🏻。特別是從廢棄植物生物質中提取的可再生硬碳🧿👩🏽🌾，價廉易得、合成工藝多元🧑🏼🦳，以其為碳源製備鈉離子負極材料有望實現生物質廢棄物的高值化利用📌。生物質具有豐富的雜原子和獨特的微觀結構🧗♂️，通過碳化植物生物質基材製備的硬碳，保留了植物生物質模板中的材料結構和孔隙通道，表現出更高的充放電比容量🧑🏻🤝🧑🏻、優異的倍率和循環性能👮🏿♂️。因此🤯，生物質製備硬碳兼具高性能與低成本優勢🫸🏽。
四🧑🏻💻、知識產權
1、知識產權為意昂3官网單獨持有；
2🏌🏼♀️🧑🏼、本項目已申請專利；
3🦦、已授權專利18項➗、審查階段10項。
五、合作方式
技術許可🦿、作價入股或其它方式。
六、對接方式
（1）合作意向方聯系北理工意昂3平台；
（2）北理工意昂3平台溝通了解意向方情況©️；
（3）會同意昂3平台完成團隊與意向方共同研討合作方案。
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