一、正極材料生產(chǎn)工藝

鈉離子電池目前主流的生產(chǎn)工藝分為三種——普魯士藍（白）、聚陰離子和過渡金屬氧化物。三種技術(shù)各有優(yōu)劣，但是從技術(shù)成熟角度來看，過渡金屬氧化物目前潛力最大。

1、普魯士藍（白）

普魯士藍即亞鐵氰化鐵是一種配位化合物，普魯士白屬于普魯士藍類化合物。普魯士藍類化合物具有較大的金屬離子通道，可以實現(xiàn)Na⁺的快速嵌入和脫嵌而不發(fā)生晶格畸變。

普魯士藍（白）的面心立方體結(jié)構(gòu)和開放式隧道框架結(jié)構(gòu)，為Na離子提供了更大的傳輸通道，使其具有較高的能量密度和較好的倍率性能。理論上普魯士藍的比容量可以打到170mAh/g，實際的比容量在70-160mAh/g之間，循環(huán)性能為1000-2000次。

且普魯士藍的成本是三種路線中最低的，以寧德時代Na1.768Mn[Fe(CN)₆]0.942·2.132H2O為例，根據(jù)當前主要原材料的市場價格，其理論原材料成本約1.50萬元/噸(按照分子式進行理論計算，不計損耗，不包括加工費用等，未考慮絡(luò)合劑檸檬酸)。普魯士藍的上游原料以氰化鈉和二價錳材料為主，目前兩種原料較為充足，為普魯士藍的大規(guī)模生產(chǎn)提供保障。

而普魯士藍的缺點也很明顯，主要有三個方面。一是結(jié)晶水和缺陷的去除問題，二是導電性和電芯工藝的控制，三是上游氰化物的準入門檻較高。

2、聚陰離子

聚陰離子型化合物是指由一系列陰離子四面體 (XO₄)n^- 或其衍生基團 (XmO₃m+1)n^-（X= B，S，P，Si，As，Mo，W）與過渡金屬-氧多面體 (MOx) 構(gòu)成的具有開放框架結(jié)構(gòu)的材料。常見的聚陰離子材料有硫酸鐵納、氟磷酸釩鈉、磷酸鐵納、焦磷酸鹽復(fù)合聚陰離子化合物等。

聚陰離子型化合物三維立體結(jié)構(gòu)多樣且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在鈉離子的嵌入和脫出過程中體積變化小且變化相對較少，因此長期循環(huán)穩(wěn)定性好，安全性高，聚陰離子的循環(huán)次數(shù)大多在4000次以上。

目前聚陰離子的劣勢主要在于比容量較低。同時，過渡金屬離子的價電子局域化程度高，這種電子結(jié)構(gòu)融合容易利用利用強電負性元素的誘導效應(yīng)來提升材料的工作電壓，但也因其寬帶隙特性，導致本征電子電導率低，從而限制了它的倍率性能。

3、過渡金屬氧化物

過渡金屬氧化物材料的表達式為 NaxMO₂(M 為Fe,Co,Ni,Mn,Cr,Ti 等過渡金屬元素)，包括層狀過渡金屬氧化物材料和隧道型過渡金屬氧化物材料。過渡金屬氧化物主要包括層狀金屬氧化物和隧道金屬氧化物。其中層狀金屬氧化物是目前鈉離子電池正極材料中產(chǎn)能規(guī)劃最大的材料。

層狀金屬氧化物材料中的過渡金屬可以選擇釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳和銅等，其中錳和鐵的使用較為普遍。

目前層狀金屬氧化物的規(guī)?；俣茸羁?，相比其他兩種材料，能更好的的兼顧能量密度和循環(huán)壽命。在生產(chǎn)工藝上，層狀金屬氧化物的生產(chǎn)工藝與鋰電池正極中的三元鋰材料相仿，相較而言鋰電設(shè)備復(fù)用率高，利于鈉離子電池的迅速產(chǎn)業(yè)化。

三種主流工藝簡要對比

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