中南大学化学电源与材料研究所所长唐有根教授：钠离子电池材料与全电池研究开发（有节选）
不止是钢货 4月4日
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中国科学报：预计到2035年钠、钾离子电池性能比能量达到300瓦时/千克（宁德时代最新的为160）左右时，才会大规模进入市场
中南大学唐有根教授3月25日在新材料在线平台上做了钠离子电池报告，钢货团队整理了一部分，如有侵权，请联系我们，我们将立刻删除。如果您对全文感兴趣，请将本文在朋友圈转发并获得10个点赞后，在微信后台将截屏以及留下名片发过来，我们将在48小时内加您微信，将完整纪要发过来，有效期至4月8日。
第一部分：钠离子电池的商业化进程
我们现在从性能，产业链产品以及标准制定的角度来看，钠离子目前还处于一个商业化的早期。从规模化应用来说还有一些时日。我们继续研发，生产成熟度，产品开发应用，参与企业的数量以及产业链的完整程度等制定情况，这些综合的都在发展过程中。也就是说我们的钠电池逐步从实验室走向使用应用化。由于钠离子电池和锂离子电池的制造工艺相近，设备可以通用，通过现在相关企业的推动，钠离子电池未来预计3~5年能够实现规模化的成熟应用。
产业化的发展方向还在于一些材料、电芯成组和电池管理来完善它，通过现有问题的解决来推动它的发展。当然除了产品外，还要有一个完整产业链的配套，打通上下游的供应链。另外制定标准和认知推广。可喜的是这些问题都有很好的发展，取得了非常好的效果，整个行业钠离子电池都处于一个快速或者甚至高速的发展之中。钠离子电池将更注重解决发展中工程技术问题及开发符合市场需求的一个产品。
钠离子电池产业发展看，目前我们从实验室走向了实用化。现在国内外众多的企业在布局，我们从2010年以来，坚持做好钠的研究，收到国内外研究学术界和产业界的关注。现在可以已经从实验室走向产业的应用，国内外的应该至少20家以上企业进行了布局和应用，这是产业发展的情况。
总的来说，钠电池具有资源成本和安全的优势，在储能和低速车，就是动力，它有比较好的应用。国内众多企业也在进行建设产业化的布局。第二点，我觉得聚阴离子型正极材料和硬碳负极材料的体系，通过全电池的研究能够实现钠离子电池的高能量密度，高倍率性能和长的循环寿命。第三点就、是钠离子电池的相关产业配套目前来说还不完善，是阻碍其产业化的关键因素，所以还有一定的过程。我们研究团队的成员也得到了国家自然科学基金委、国家科技部、湖南省科技厅、广州省科技厅等的支持。我的报告分享到这里，谢谢大家。
第二部分：问答环节：
Q：钠离子电池产业有一些企业进行布局，根据观察，产业什么时候回落成？钠离子产业的行业拐点会在什么时候？
A：从现在大量的资本和研究力量的投入，估计可能3~5年有一个大的商业化应用。关键就是完整的产业链的配套。
Q：你们做的硬碳材料商业化面临哪些问题？
A：现在硬碳材料最大的问题还是成本。目前的话，国际上像物理化学的这种，它少量的好像是20万一吨，批量估计也得要10万，成本比较高。我们的硬碳材料是采用生物质来做的，比较低的成本。现在我们还在做产业化的放大，从实验室的结果来看是非常好的，如果放大以后，有实验室水平的话，那么我们的硬碳能够有非常好的优势。
Q：钠离子电池的三种技术路径，哪一种最看好回事大家选择的局势路径？宁德时代选择了普鲁士蓝，是否意味着其他两种商业化并不理想？
A：前面也说了，三种材料都有它的优缺点。普鲁士蓝实际上它的问题就是至少过程里使用的水或者洁净水的控制难度很高，而且它的容量的也并不具有优势。聚阴离子的话容量比较高，但它的制造成本现在也偏高，所以这个是各有优缺点。就像锂电一样的，三元材料能量密度高，成本也高，磷酸铁锂安全性能好，能量明显偏低一点，所以钠电池的正极材料同样未来可能并存发展。
Q：钠电池的安全性会比锂电池安全吗？钠离子有长期小电的浮冲（听的不清楚），衰减会比锂电池小吗？钠离子充电截止电压和放电截止电压。
A：安全性肯定比锂电池要好，因为是锂电的话主要是你资金（没听清？），钠电池基本上不容易产生资金（没听清？）的问题。充电截止和放电截止要看不同的体系。不同体系里它的电压是有差别的，这个具体还是要看锂电的比较，三元材料的3.7伏，铁锂只有3.2。差别就看不同的体系。
Q：补钠技术和添加剂。
A：这个我们还是有我们特色的，有优势的补钠技术，有专利。需要方案的话，大家可以进行交流。
Q：如何看待水系钠离子电池？
A：水系钠离子电池目前有很多研究，但是水系钠离子电池商业化应用还是有些难度。整个产业发展的话，还是一个飞速体系的。
Q：相比锂电，钠离子在低温性能相关的工作？
A：这个也都是关联的，我们通过补钠的技术和钠结构的调控方面来提高它的定位性，这是综合的，整个全电池性能提升以后，低温性能也是有所改善的。
Q：目前硬碳主要选取什么绿色材料作为碳源？软碳使用的是石墨化焦，目前有合适方法转变为这种硬碳？
A：这个是一个关键，很有意义的问题。硬炭的材料目前比较多的，真正能做硬炭的还是以酚醛树脂更多，所以这导致成本偏高。硬碳实际上做的话，里面要有氧的存在，就是说碳的氧含量达到一定的比例。我们采用的硬碳原料是生物质，经过加工处理做的，具有较高容量的硬碳材料。前面我们说的现在硬碳材料三三代吧，就是从300，350，360，这样采用不同的生物质材料，比如木材、竹材，甚至肺结的生物质。整个经过我们特殊的加工，处理技术，来得到这个硬碳的，这也是我们比较骄傲的技术。这里面硬碳未来应该会有很好应用。
Q：实验室和企业合作情况？
A；我们现在正在洽谈，正在在接触。当然我们欢迎企业来进行一些合作，推动产业化的应用。我们开放式的，希望有更多的来合作来开展这些工作。
Q：封闭孔层钠离子是通过各种何种方式建立？
A：它是封闭口，实际上我们这个叫做闭口，并不是说完全封闭的，它还是有孔，只是它相对里头属于开放式的孔。它有一些类似于这种弯道，里面能够起到一个储存，就是说前面的沉积钠。封闭孔里面还是有一些钠的通道，钠就是以金属了或者菌金属，或者钠原子之间的形式，来到这个封闭的孔。所以硬碳里面也是封闭孔，或者我们叫闭孔的价值，就是有较高的闭孔的数量，闭孔占比的量，这也就是如何获得较高闭孔率的硬碳，是我们讲的硬碳技术核心。
Q：木材生物质结构的硬炭，沥青、石油胶可以吗？
A：做不了，必须要酚醛树脂才行的，也就是说有一定的氧含量。
Q：钠离子固态电池进程？
A：也是在探索，就是固态化。
Q：钠离子电池储能，电池储能或全面替代锂电池？
A：这个看它产业化的进程情况，刚才说了无论是在储能还是在动力，未来也不一定说是替代，应该是和锂电互补吧，互补的一个力度。
Q:钠离子电池的应用场景？动力还是储能？
A：从未来的话，电池的储能市场以及相对来说小动力或者低速车的市场会更大。因为终究来说，它的能量密度还是相对比锂要低一点。
Q：全球电动化的趋势，就是现在三元使用的锂钴镍会枯竭吗？
A：枯竭是不会的，刚才说的大量，大市场快速增长的行为会短缺，这也只是朝着现在价格高涨的这么一个原因。也正是因为这样一个原因，钠离子电池的开发就更有意义，更受到关注了。
还有很多问题，因为时间关系就不一一给大家解答了。希望后面呢，通过我们平台多多联系，加强合作。谢谢大家，今天就给大家就分享到这里。
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