在2026SIB-4第四届钠电池技术与市场发展论Session8“高功率钠离子电池关键材料技术在储能领域发展趋势”大会主题上,来自深圳贝特瑞钠电新材料科技有限公司总经理 陈龙博士做了“贝特瑞钠离子电池正负极关键材料技术进展”主题演讲。
各位嘉宾,大家下午好。我代表贝特瑞集团给大家做一个分享,主要介绍贝特瑞在钠电材料的布局情况。
贝特瑞成立于2000年,二十余年来始终专注于锂离子电池正负极材料及新型材料的研发与制造,产品广泛应用于动力电池、3C电池、储能电池以及低空出行等前沿领域。基于在锂电材料领域深厚的技术积淀与产业化能力,我们于2018年成立钠电新材料公司,聚焦钠电正负极材料,并同步布局软碳、活性碳等方向,全面覆盖钠离子电池、锂离子电容器及超级电容器等多元应用场景
钠电正负极多元技术路线布局
贝特瑞的钠电技术布局很早,2016年便开始配合海外初创公司探索磷酸钛钠等材料,2021年随着行业对钠电关注升温,正式推出系列产品。
围绕功能炭与钠电正极材料,贝特瑞持续构建知识产权话语权。目前,已主导或参与制定2项硬炭、活性炭国家标准,并在硬碳、软碳、活性炭领域完成了多项技术创新与专利布局,活性炭产品亦取得了国际领先标准的技术认证。
自2021年起,贝特瑞钠电重点聚焦三个方向:动力电池、储能与铅酸替代。经过四五年发展,实际落地的节奏呈现出一定变化。当前来看,铅酸替代场景,特别是围绕高功率特性的启停应用,已成为较为明确的方向,其实现的可能性优于储能与电动汽车领域。
围绕上述三个场景,我们已开发出多款匹配产品。正极方面主要走层状氧化物路线,负极则采用生物质基技术路线,产品覆盖高容量与高功率不同应用需求。未来发展方向仍聚焦于持续提升材料性能与降低综合成本,以支撑电芯瓦时成本的进一步下降。
从行业整体来看,钠电材料的技术路线仍呈现百花齐放的格局。我们在技术储备方面,已同步布局聚阴离子正极材料,以及树脂基、煤基等多元负极技术路线。
贝特瑞钠电层氧正极材料开发策略
一是特异化前驱体开发。初期沿用锂电思路,通过镍铁锰沉淀制备前驱体。后期针对多元素溶度积常数相差较大,无通用的络合剂等问题,对共沉淀进料方式及多种络合剂协同使用来优化工艺。凭借结构设计与工艺调控,我们实现了前驱体的均匀掺杂,为后续结构相调变奠定了良好基础。
二是理论计算。借鉴锂电成熟方法,运用第一性原理计算,指导掺杂、包覆及元素选择,并通过实验结果反哺模型修正,支撑层状氧化物结构的设计与优化。
三是体相与表界面调控,即掺杂与包覆工艺的精细化。
四是微结构设计。传统层氧路线分为O3与P2两种结构,前者侧重能量密度,后者侧重功率性能。通过两相复合结构设计,实现二者的协同优化。
五是烧结工艺。钠电与锂电在烧结环节存在差异,我们在此过程中积累了独特的工艺理解。
贝特瑞钠电硬炭开发思路
硬碳是目前行业关注的主流,低温充电性能受负极影响较大。容量、动力学、成本三者如何平衡,是核心难点。
容量方面,主要通过调控孔结构实现,采用“微活化+包覆”策略,重点在于闭孔结构的调控,以延长平台区容量。
动力学提升则从尺寸、包覆工艺、层间距及微孔调节入手。我们在微孔区调控的基础上,引入无机与有机相结合的包覆协同策略,通过表面微刻蚀形成小介孔结构,有效提升斜坡区动力学性能。
成本方面,主要从原料与工艺两个维度考量。以树脂基为例,传统酚醛树脂成本偏高。我们从第一性原理出发,对前驱体进行源头调控,并结合孔结构调整,在提升压实密度的同时实现降本。
钠电关键材料发展方向
一、高容量层状氧化物正极面临的主要技术问题点是在高电压(4.15V以上)下结构稳定性;传统的实验验证思路:晶体结构设计优化、多元高熵掺杂改性、表面包覆与界面工程、电解液体系适配,周期长、投入高,可利用AI+材料研发模式构建材料性能库,可预测材料性能,提升研发效率。
成本上设计新工艺路线:从镍铁或高冰镍出发,直接进行酸溶并沉淀,利用钠电对杂质容忍度高的特点,跳过精炼环节。初步评估显示,该路线有较大的成本优势,为未来产业化奠定基础,同时也会对设备端提出新的要求。
二、钠电聚阴离子正极技术方向:我们认为产业化突破点在于寻求差异化产品和产业链的布局。主要体现在三个方向:原料端采用化工副产品或回收料替代;产业模式:走大化工路线,形成“原材料—前驱体—正极材料—循环回收”一体化布局;
从性能角度看,聚阴离子正极目前压实密度仍有瓶颈,虽极限压实可达2.4–2.5,但客户端实际应用在2.1–2.2左右。提升压实需从孔径分布、粒度分布等入手,但长期看空间有限。
我们判断,未来差异化的重要方向在于首效。因此,补钠技术势在必行。考虑到聚阴离子材料电压窗口较低,有机补钠是更优选择,无机方案适用性有限。
钠电负极未来聚焦于极致低成本、高比能、无负极
一、极致低成本负极:原料端筛选使用新型生物质与低灰煤基负极材料,可省去纯化步骤,但主要适用于对循环寿命要求不高的特定场景。工序成本方面,可通过纯化程度的取舍以及规模化生产来优化,规模化后的低成本碳化工艺,还有较大幅度的降本空间。
二、合金化复合负极:高功率方向采用锌碳复合材料,通过化学沉积而非机械混合的方式实现,虽然成本略高,但均匀性和稳定性更优。
三、无负极技术:高能量密度方向为无负极技术,并非完全不用负极,而是采用特定碳材料作为载体,形成NP比远小于1的材料体系。我们开发的BGC-5无负极材料,相较纯无负极或涂炭隔膜方案,循环寿命显著提升。该体系需要正极补钠与无负极多孔碳材料协同开发。