层状氧化物主要有O3相层状氧化物正极材料(八面体)、P2相层状氧化物正极材料(三棱柱)两种常见结构。目前O3相路线普及率较高,但相比之下,P2相具有水稳定性强、体积变化小、循环结构稳定、压实密度高等特点,未来更具发展潜力。
正极材料是钠电池的重要组成部分(用于存储和释放能量),也是目前钠电领域技术差异的主要体现。钠电正极材料主要有普鲁士蓝类、聚阴离子化合物和层状氧化物三大类。其中层状氧化物是一类具有周期性层状结构和二维离子传输通道的嵌入型化合物,能量密度较高、循环性能优异、倍率性能好,是目前钠电池主要正极材料。
钠含量越高,约容易形成O3相,反之越容易形成P2相。由于钠含量低,P2相层状氧化物正极材料初始容量低,限制了其应用。钠含量是影响P2相稳定性的关键因素,近年来,中国科学院物理研究所、华南理工大学、中科科技大学等科研团队在高钠含量P2相方面展开了大量研究,并取得了重要成果,为P2相层状氧化物正极材料应用奠定了坚实的技术基础。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2029年中国P2相层状氧化物正极材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,我国层状氧化物市场布局企业有容百科技、振华新材、江苏翔鹰、山东华纳新能源、驼峰新能源、传艺科技、孚能科技、多氟多、天力锂能等。其中驼峰新能源已建成高电压P型钠电正极材料中试生产线,其P2相层状氧化物正极材料已在多家头部电池厂测试,2024年末有望实现百吨级出货。
相比于铅酸电池,钠电池在能量密度、全生命周期成本、安全性能、倍率性能等方面具有明显优势,随着相关技术发展,钠电池正逐渐实现规模化生产和商业应用。根据《中国钠离子电池产业技术路线图》数据显示,2023年,钠电池相关新签署项目达30余个,规划产能超过260GWh;预计2024年我国钠电池出货量有望突破1GWh。随着钠电池产能扩大,P2相层状氧化物正极材料市场空间将持续扩大。
新思界
行业分析人士表示,P2相层状氧化物正极材料终端应用涉及到UPS储备电源、户外电源、低温储能等多个领域。钠电池长期发展潜力大,层状氧化物正极材料市场发展空间广阔,预计2026年,我国钠电池层状氧化物正极材料需求规模将达到14.0万吨,作为其主要类型,P2相层状氧化物正极材料市场也存在广阔发展空间。