相比于锂离子电池，钠离子电池具有原材料储量丰富、价格低廉的优势，在钠离子电池的能量密度和循环次数等关键性能方面，正极材料发挥着十分关键的作用。目前研究最多的钠电正极材料主要有：过渡金属氧化物，普鲁士蓝/白化合物、聚阴离子型化合物，其中过渡金属氧化物中的单晶层状氧化物因循环性能与充放电过程中的结构演变密切相关，对深入了解材料在高电压下的结构演变规律、设计新型正极材料有重大意义，因此是最有潜力的钠电正极材料体系。

层状氧化物的不同结构

根据正极材料的微观形貌，层状氧化物可分为单晶和多晶。

单晶指的是一次颗粒大单晶技术。单晶层状氧化物直接由直径为2-5μm的独立晶体构成，内部没有晶界，具有更高的结晶度、层状稳定性及各向异性。这种单晶结构可以提高材料压实密度，减少表面积并降低颗粒开裂，从而提高循环寿命。

多晶指的是二次颗粒团聚体技术。多晶材料大多由纳米级别的一次颗粒团聚形成10μm左右的二次球型颗粒，内部存在大量晶界，充放电时离子的脱嵌使单个晶体膨胀收缩，在晶界中产生应力，造成晶界撕裂，从而使晶体分解，且与电解液发生副反应，导致电池循环性能和热稳定性下降。

单晶材料（上）和多晶材料（下）

正极材料的单晶化已成为必然趋势，宁德时代、中科海钠、立方新能源等均选用单晶层状氧化物作为钠电正极发展方向，因其具有如下优势：

1）机械强度高，循环寿命较长。不存在晶界，也就不会有晶界撕裂，结构稳定性强，在长循环后依然能保持颗粒原本形貌。

2）比表面积小。能够减少与电解液的副反应。

3）提升导电性能。单晶颗粒较小，能与导电剂和粘结剂充分接触，形成良好的导电网络，有利于电子传输。

在制备方面，目前主流的工艺有液相法与固相法。液相法通过金属盐溶液的共沉淀反应制备前驱体，再与钠盐混合煅烧产出目标物，材料表面光滑、粒径分布均一、压实密度高，但工艺复杂程度和成本也较高。固相法相比之下没有前驱体的制备需求，只需高温烧结，但这也会带来严重的团聚现象，材料的均一性较难控制。因此开拓单晶层状氧化物制备的新方法是当前的研究热点，目前已有熔融盐法等。

液相法与固相法的制备流程

想了解更多关于单晶层状氧化物在钠电中的应用现状，敬请关注将于7月24-26日在成都举办的“2023年全国新能源粉体材料暨钠离子电池产业创新发展论坛”，届时，来自湖南美特新材料科技有限公司钠电研究院的唐朝辉院长将为我们带来报告《单晶层状氧化物钠电正极材料开发进展》，内容如下：

1）钠电行业背景；

2）钠电正极及层状氧化物材料研究进展；

3）美特钠电正极产品介绍；

4）公司发展愿景。

大会开幕在即，若您感兴趣请别错过！点击下方“阅读原文”即可查看会议信息及报名。另：会议地点有变，请您多多留意本公众号的置顶通知，谢谢！

报告人简介

唐朝辉，男，42岁，高级工程师，锂电行业17年从业经历，先后任多家正极材料厂研发部长、技术副总，博士毕业于中南大学冶金物理化学专业，在苏州大学新型能源材料开展博士后研究工作，研究方向为钴酸锂、锰酸锂、三元正极、富锂锰基、钠电正极等，在行业权威期刊发表中英文论文十余篇、申请专利二十余项，先后获长沙市科技进步二等奖、高新区优秀科技人才、望城区优秀科技人才等。

成都新能源论坛会务组

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