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钠电池电解液新突破“QMS024”!未来技术进步方向在哪里?

时间:2024-11-14 来源:小编 点击:

钠电池电解液新突破“QMS024”!未来技术进步方向在哪里? 在推动国家绿色发展战略、实现碳达峰与碳中和目标的当下,钠电池作为一种新兴的能源技术,正

钠电池电解液新突破“QMS024”!未来技术进步方向在哪里?

       在推动国家绿色发展战略、实现碳达峰与碳中和目标的当下,钠电池作为一种新兴的能源技术,正受到越来越多的关注。鉴于我国锂资源的分布不均和对外部资源的高依赖度,特别是全球超过85%的锂资源集中在海外,如美洲地区,钠电池的资源丰富性和成本效益成为了其发展的重要驱动力。预计到2025年,碳酸锂的需求量将激增,而钠电池以其成本优势和资源的广泛分布,有望缓解这一原料缺口。

       钠电池以其在高低温性能、倍率性能和安全性方面的优势,成为储能、电动二轮车和低速电动车等领域的潜在主要能源。其能量密度已超越铅酸电池,并与磷酸铁锂电池相媲美。钠电池的成本效益尤为突出,预计比锂离子电池低30%至40%。在正极材料的选择上,层状氧化物因其制备简便、技术转化容易、高能量密度和良好的倍率性能,成为钠电池的首选正极材料。

       钠电池在材料技术方面仍面临一些挑战,尤其是正极材料的大规模稳定量产尚未实现,负极材料的选择相对单一且成本较高,电解液的匹配和优化也处于探索阶段。此外,钠电池在化成过程中和长期搁置中产生的气体问题,主要源于电解液中微量水分的还原反应、溶剂分子在负极侧的电化学还原,以及负极还原产物与溶剂分子的副反应。提升储钠性能是当前研究的重点,电解液的优化是提高钠电池性能的有效途径。



千沐钠电电解液最新进展


       钠电池电解液作为影响电池性能的关键因素,其性能直接关系到电池的安全性、稳定性和循环寿命。针对钠电池特有的化学性质,开发适配的电解液成为技术突破的关键。在此背景下,千沐在该领域取得了突破性进展,为钠电池的商业化应用提供了新的可能性。

       千沐钠电电解液QMS024

       千沐针对P2层状氧化物正极材料研发的钠离子电池电解液QMS024,通过加入深共晶添加剂,实现了倍率性能的显著提升。在不改变现有电芯制程工艺的情况下,QMS024能够在4C恒流恒压循环充放电条件下稳定循环2000次以上,展现了卓越的循环性能。同时,在55℃的高温存储测试中,QMS024表现出了良好的稳定性,7天后,软包不产气,且容量保持率和恢复率均超过90%。
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       千沐钠电电解液批量出货订单,这是公司在新能源材料领域技术实力和市场竞争力的有力证明。在超分子核心技术的加持下,千沐与行业内的龙头企业建立了紧密的合作关系。通过这些合作,针对钠电电解液在商业化应用中遇到的一系列挑战,千沐研发团队进行多维度材料设计,将最新的科研成果快速转化为实际的工业应用,大大加速钠离子电池的放量进程。

       常州千沐新能源

       常州千沐新能源有限公司一家以新能源和新型储能材料为主体的技术研发型公司。公司依托“材料基因组学+AI大数据+高通量计算/高通量实验”的超分子平台技术,为新能源领域企业提供高效的产品技术升级和迭代方案,核心产品包括超分子电池材料和深共晶电解液等。主营业务涵盖新能源储能全产业链,电池材料等领域,致力于建成集研发、先进制造和技术服务为一体的新能源行业领军企业。



钠电池电解液


        钠离子电池电解液主要由溶质、溶剂和添加剂组成:

        溶质:通常使用钠盐,如六氟磷酸“钠(NaPF6)和高氯酸Na (NaClO4),这些盐具有较高的溶解度和良好的离子导电率。

        溶剂:主要包括酯类(如碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯)和醚类(如乙二醇二jia醚、二氧戊环)溶剂,有时也会混合使用以优化性能。

        添加剂:用于改善电解液性能。例如,成膜添加剂可以形成保护电极的SEI/CEI膜,阻燃添加剂则能提高电池安全性。

        技术迭代与改进,钠离子电池电解液的技术进步主要体现在以下几个方面:

        溶剂化结构和选择:钠离子与溶剂形成的配位数通常接近6,与锂离子的四面体结构(配位数为4)不同。由于钠离子的去溶剂化能低于锂离子,这对提升低温性能和快充性能有重要意义。醚类溶剂如乙二醇二甲mi(DME)和二乙二醇二甲mi(DEGDME)因为高DN值和多螯合能力,在钠离子电池中应用广泛。

       电解液改性工程:为了提高醚类电解液在高电压下的抗氧化性,研究人员引入含双-C≡N极性基团或含全氟阴离子添加剂的电解液体系,显著提升了稳定性和抗氧化性。这些添加剂优先吸附在正极表面,形成稳定的电极/电解液界面(CEI),改善了高电压下的性能。

       电压耐受性和循环稳定性:经过改性,电解液的电压耐受性从3.6V提升至4.5V(vs. Na/Na+),并在循环1900次后容量保持率仍高达91%。即使在60°C下稳定循环100次,容量基本无衰减,展示了出色的热稳定性。

       与正极材料的匹配性:优化后的电解液配方,提高了与三氟磷酸钒钠等正极材料的兼容性,从而提升电池整体性能。

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文章来源:常州千沐、SMM电解液、新能源创新材料编辑整理