中國(guó)粉體網(wǎng)訊  隨著碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略的貫徹實(shí)施，新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入快車道。正極材料作為電池成本占比最高的一部分，其市場(chǎng)需求迎來(lái)了爆發(fā)式的增長(zhǎng)。2023年8月15日到16日，2023先進(jìn)正極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨第一屆鈉離子電池材料技術(shù)研討會(huì)在山城重慶隆重召開(kāi)，會(huì)議期間，我們邀請(qǐng)到了業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者，優(yōu)秀企業(yè)家代表做客對(duì)話欄目，進(jìn)行訪談交流。本期，我們邀請(qǐng)到的是創(chuàng)普斯（深圳）新能源科技集團(tuán)有限公司鈉電研究院副院長(zhǎng)蘇恒博士。

創(chuàng)普斯（深圳）新能源科技集團(tuán)有限公司成立于2020年，公司深耕新能源材料行業(yè)，目前已形成高能量密度、優(yōu)異熱穩(wěn)定性的磷酸錳鐵鋰正極材料，耐低溫、長(zhǎng)循環(huán)的儲(chǔ)能型、高壓實(shí)動(dòng)力型磷酸鐵鋰正極材料，低成本高容量的鈉離子正極材料三大產(chǎn)品體系；智能化生產(chǎn)基地布局陜西西安、江西萍鄉(xiāng)、山東棗莊、湖南郴州等多個(gè)地區(qū)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于新能源汽車動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池等領(lǐng)域。

粉體網(wǎng)：蘇院長(zhǎng)，在鈉離子電池正極材料中，層狀過(guò)渡金屬氧化物是進(jìn)展最快的一類材料，就該類材料而言，錳基材料能夠脫穎而出的原因是什么？

蘇院長(zhǎng)：其實(shí)我們都知道，錳是一種比較廉價(jià)的元素，在地殼中分布很廣，所以它的價(jià)格穩(wěn)定性會(huì)有所保障；其次，錳這種材料在鈉離子電池的發(fā)展中，是最早提出來(lái)的，它的結(jié)構(gòu)有很多種，而且它的能量密度也非常高，一般鈉錳氧在不同的構(gòu)型中它最高可以做到200mAh以上的克容量，所以它的應(yīng)用具有先天性的優(yōu)勢(shì)。一個(gè)是低成本，一個(gè)是高容量。

盡管它還有很多的一些問(wèn)題需要去解決，比如說(shuō)Jahn-Teller效應(yīng)，包括錳的溶解之類的。但是在后續(xù)的研究過(guò)程中，我們可以通過(guò)表面修飾/界面修飾，包括離子摻雜手段去解決。所以綜合來(lái)看，目前錳基材料的成本和性能，也可以稱之為性價(jià)比，其實(shí)是最好的。所以這也是錳基材料成為現(xiàn)在在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中發(fā)展最快的一類材料的原因。

粉體網(wǎng)：目前在研的鈉電錳基正極材料中，比較典型的有哪些？

蘇院長(zhǎng)：其實(shí)我們可以看到，基本上鈉電行業(yè)在做層狀氧化物的一些企業(yè)，他們有的說(shuō)是鐵基的鐵酸鈉，有的說(shuō)是鎳基的，甚至有的公司說(shuō)是銅基的。但是實(shí)際上，我們拿到具體材料的時(shí)候，經(jīng)過(guò)分析對(duì)比會(huì)發(fā)現(xiàn)，錳所占的比例依然是最高的。也就是說(shuō)，市面上現(xiàn)在追求空氣穩(wěn)定性，包括長(zhǎng)循環(huán)性能，不追求能量密度的時(shí)候，主要是銅鐵錳或者銅鎳鐵錳，也就是銅和錳的一個(gè)組合。那么在追求高能量密度的時(shí)候，我們一般更傾向于采用鎳鐵錳這種組合。

粉體網(wǎng)：貴司鈉離子電池正極材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展如何？

蘇院長(zhǎng)：我們其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)有四款產(chǎn)品已經(jīng)定型，包括規(guī)格書(shū)的確認(rèn)。這四款材料已經(jīng)全部通過(guò)了小實(shí)驗(yàn)室的小時(shí)認(rèn)證。包含長(zhǎng)循環(huán)、穩(wěn)定型的，也就是說(shuō)低能量密度、低成本、長(zhǎng)循環(huán)，再包括儲(chǔ)能和高能量密度的四款材料。前兩款產(chǎn)品，低成本和長(zhǎng)循環(huán)的材料，我們已經(jīng)完成了中試，即將在產(chǎn)線上進(jìn)行驗(yàn)證，也就是說(shuō)進(jìn)入了市場(chǎng)階段。后面儲(chǔ)能的和高能量密度型的產(chǎn)品，我們現(xiàn)在已經(jīng)在中試進(jìn)行驗(yàn)證。

粉體網(wǎng)：目前，鈉電正極材料無(wú)論研究層面，還是產(chǎn)業(yè)化方面，都是鈉電產(chǎn)業(yè)鏈比較集中的方向，企業(yè)也比較多。相對(duì)而言，鈉電負(fù)極，目前主要是硬碳，做的企業(yè)比較少，您認(rèn)為造成這種局面的原因是什么？

蘇院長(zhǎng)：硬碳它本身研究的技術(shù)壁壘比較高，比如說(shuō)硬碳的工作機(jī)理，它的反應(yīng)原理實(shí)際上在學(xué)術(shù)界也是爭(zhēng)論了很多年，到現(xiàn)在還會(huì)有不同的一些聲音。盡管我們大家普遍認(rèn)為它是一個(gè)脫嵌-吸附和微孔-吸附的機(jī)制，但是實(shí)際上也會(huì)有很多不同的見(jiàn)解，現(xiàn)在其實(shí)也很難找到足夠的證據(jù)去證明我是對(duì)的或者你是錯(cuò)的之類的。

所以對(duì)于硬碳，從現(xiàn)在的技術(shù)角度上來(lái)看的話，第一，材料的性能主要還是對(duì)前驅(qū)體的依賴比較大，前驅(qū)體碳化之后它原本的骨架構(gòu)成了硬碳材料的主體框架，那么人工技術(shù)方面的一些修飾，比如說(shuō)造孔，對(duì)于材料基本性能的改善是有限的。

其次，硬碳一般采用的前驅(qū)體，要么我們用酚醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂它的成本非常高，也就造成了它很難去廣泛的應(yīng)用，換句話說(shuō)，它跟鈉電的低成本實(shí)際上是相違背的。其次就是一些生物質(zhì)材料作為前驅(qū)體進(jìn)行碳化，生物質(zhì)其實(shí)還有一個(gè)比較讓人值得慎重的方面，就是它在大規(guī)模使用之后的原材料的供應(yīng)穩(wěn)定性，比如說(shuō)貝特瑞也好，佰思格也好，包括日本的可樂(lè)麗，他們都在推廣椰殼碳，生物質(zhì)做的椰殼碳。對(duì)于椰殼碳，我們都知道其實(shí)產(chǎn)椰殼的一般在南方熱帶或者亞熱帶地區(qū)，比如我國(guó)三亞、海南。全球椰殼質(zhì)量比較好的主要是菲律賓，那邊的椰子殼厚，做出來(lái)的硬碳材料性能比較好，海南的椰子它的殼比較薄。全球的椰子年產(chǎn)量其實(shí)也就是在60萬(wàn)噸上下，椰殼的比重大概是13%，椰殼中碳的含量大概是40%，我們算下來(lái)實(shí)際上如果光采用椰殼碳的話，它的供應(yīng)量其實(shí)是非常有限的。

所以綜合來(lái)說(shuō)，對(duì)于硬碳，第一是原材料，第二是成本，第三是它的技術(shù)壁壘，導(dǎo)致能夠入局這個(gè)硬碳的廠商其實(shí)是非常有限的。所以這也是為什么硬碳負(fù)極材料（布局廠商）不及正極材料。比如我們剛才談到的錳基，它實(shí)際上沒(méi)有材料的方面的一些限制，它合成的工藝也比較簡(jiǎn)單，我可以通過(guò)前驅(qū)體工藝，也可以通過(guò)固相法工藝，所以能夠入局的廠商就會(huì)比較多。

粉體網(wǎng)：既然存在這種情況，企業(yè)有沒(méi)有想過(guò)做其他負(fù)極材料呢？

蘇院長(zhǎng)：有，像鈉電硬碳方面，我所了解到的很多企業(yè)他們已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行人工的造孔機(jī)制，增加了微孔或者納米孔的吸附，材料的容量會(huì)提升很多。然后通過(guò)造孔和一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們把它稱為軟碳的硬化，這樣的話，我們就可以采用像無(wú)煙煤、瀝青、石油基這一類材料，那么它的成本會(huì)有大幅的下降，不過(guò)目前這類材料做成的硬碳，它的性能跟生物質(zhì)相比還是稍微有一些降低。

我們相信在未來(lái)的技術(shù)發(fā)展中，我們不僅能夠降本，而且能夠提高材料的性能。除了硬碳、無(wú)定型碳以外，鈉電實(shí)際上通過(guò)硅基材料也是有比較大的應(yīng)用前景，這個(gè)可能會(huì)是未來(lái)更遠(yuǎn)的一個(gè)方向或者說(shuō)發(fā)展的一個(gè)規(guī)劃。

粉體網(wǎng)：您剛才有提到硅材料，根據(jù)貴司官網(wǎng)，除了正極材料，貴司還布局了硅碳負(fù)極材料，目前進(jìn)展如何？

蘇院長(zhǎng)：我們硅碳負(fù)極從研發(fā)的角度來(lái)講已經(jīng)非常成熟，產(chǎn)品一共迭代了11代產(chǎn)品，那么逐漸會(huì)向市場(chǎng)開(kāi)放，開(kāi)放實(shí)際上有助于占據(jù)市場(chǎng)的高點(diǎn)。其次就是產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)展過(guò)程中，我們已經(jīng)完成了百噸線的中試，接下來(lái)就是根據(jù)市場(chǎng)的具體需求，我們會(huì)有序的去釋放硅碳負(fù)極的產(chǎn)能和產(chǎn)品迭代。

粉體網(wǎng)：硅碳負(fù)極材料所用的硅，貴司是外購(gòu)的還是自己做的？

蘇院長(zhǎng)：我們自己做的，實(shí)際上硅碳主要的一個(gè)技術(shù)壁壘或者說(shuō)瓶頸在于它的前驅(qū)體，也就是納米硅和微米硅這兩種硅材料，如果自己解決的話，那么對(duì)于整體材料的成本還有性能其實(shí)具有非常大的價(jià)值。

粉體網(wǎng)：對(duì)，目前納米硅還是挺貴的，好多企業(yè)退而求其次用微米硅。

蘇院長(zhǎng)：我們都知道硅的理論克容量大概在4000多毫安時(shí)每克，也就是說(shuō)近乎于十倍的石墨負(fù)極。硅碳材料現(xiàn)在市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的就是硅-400/硅-450，克容量在400mAh/g到450mAh/g，它對(duì)于硅的用量很少，但是硅依然是一個(gè)主體，就是對(duì)它的技術(shù)要求比較高。硅碳材料現(xiàn)在做的最高的可以做到1200mAh/g、1500mAh/g，甚至有人會(huì)報(bào)道到1800mAh/g，再往上的話就很少見(jiàn)了。但是有這么一個(gè)技術(shù)的存在也就保障了硅碳材料未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展空間。

粉體網(wǎng)：好的，蘇院長(zhǎng)，我們今天的采訪就到這結(jié)束，感謝您接受采訪。

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）  

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