独家 | 欧洲大陆钠离子材料公司，普鲁士型路线在储能举世瞩目！动力电池，宁德时代相同技术路线是否不通？
独家 | 欧洲大陆钠离子材料公司，普鲁士型路线在储能举世瞩目！动力电池，宁德时代相同技术路线是否不通？
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普鲁士型钠离子材料的通式可以写为NaxMy[M’(CN)6]z，由 CN- 配位形成六氰基络合物。
普鲁士型的电化学循环分为两大类别(：（i）仅六氰基金属酸盐活性基团，和（ii）过渡金属以及六氰基金属酸盐活性基团。具有较高电子转移反应的类别(ii)通过实现更高的比容量在实际电池中更有利。六氰基铁酸锰是最知名和最常用的普鲁士型正极材料，具有两个过渡金属活性位点，可提供两个电子转移。
图1： 普鲁士型典型 正极材料的代表性晶体结构。
图2： 氧化物型典型 正极材料的代表性晶体结构。
由此可见， 普鲁士白材料在钠离子电池的产业链中及其重要。欧洲大陆一家位于瑞典成立于2017年的公司，今年就开始在瑞典的山特维肯（Sandviken）建造工厂。预计从2023年开始，每年可以制造2,000 吨普鲁士白材料。
这家名叫 阿特里斯（Altris）的公司，所制造的 正极材料称为 Fennac，成分为 NaxFe[Fe(CN)6]，x>1.9。这种材料很容易通过低能耗工艺大量生产。其本身是很好的火的抑制剂，因为从成分可知，它不含氧气，因此可以抑制电池内部的火势蔓延。
图3：Fennac的能量密度和循环性能
Fennac这种特 有 的材料可以与不含钠的负极材料配对。标称电压为 3.25 V，容量为 160 mAh g-1。非常适合 固定式储能的钠离子电池。 阿特里斯公司 目前正在其中试线上进行大规模生产和加工。
日前， 阿特里斯公司的首席技术官蒂姆·诺德（Tim Nordh）详细解释了公司的产品供应，可持续价值和实践以及未来计划。阿特里斯公司的产品吸引了众多公司关注，是什么优势使产品脱颖而出，举世瞩目？ 公众号“康桥电池能源CamCellLab”现就访谈内容进行报道：
技术优势
阿特里斯公司 将锂离子转换为钠离子，将钴、镍和锰转换为铁。钠离子电池的主要好处包括提高电池的整体可持续性、减少氟化学、降低生产成本、减少对环境的影响、提高电池的安全性、提高可回收性以及能够用大量可用的材料生产电池。这些特性使电池对环境友好，非常安全，并且意味着与锂离子电池相比，它们的生产成本更低。
材料安全性
阿特里斯公司生产的材料的安全性是钠离子化学的内在价值。锂离子电池的许多电池起火和爆炸是由于一种化学反应造成的，即放热分解过程会导致热失控，这意味着电池内部已经有氧气，然后是起火的燃料。而 Fennac 没有放热分解，也没有任何氧气。从电池中去除自传播、热量和燃料，因此不会发生锂电池所具有的大爆炸或电池火灾。
可持续性
阿特里斯公司一开始就致力于从化石能源的转变，实现可再生能源。而开发的钠离子正极材料是现有替代方案中最环保的。所有的设计中，都会着眼于如何让事情变得更环保、更好。公司尝试在下游工作，以了解产品将如何影响最终用户和回收，然后再加入可以提高性能的元素。如果它降低可持续性，公司不愿意添加任何提高性能的东西。而这种权衡始终保持在最低限度。
供应链
Fennac 在原材料供应方面不使用锂、石墨或任何过渡金属——这意味着不会受到锂离子制造的任何传统供应瓶颈的影响。公司的阴极材料仅由四种元素组成，这些元素不仅可以大量使用，而且在全球范围内都可以使用。这意味着几乎可以从任何地方进行大规模生产，从而更容易扩大规模并避免任何可能影响供应的地缘障碍。
读者们，请注意，现在欧美两家采用普鲁士型路线的公司，都把这种技术路线的主要应用定位在 固定式储能。这主要是由于 能量密度不如层状氧化物高。国芝加哥 大学 工程学院 材料科学家和教授，阿贡国家实验室首席科学家孟颖教授在最近的综述文章中，在分析了295中不同的钠离子正极后，认为 普鲁士型材料在能量密度不是关键标准的应用中可以找到自己的位置，例如在电网存储或水性电池中的大规模应用。
我国的宁德时代在去年宣布采用这种路线，并提出在动力电池上可以和锂离子电池混用。这种路线是否可以在动力电池上成功应用？这条技术路线是否可行？
首先， 能量密度低，在和锂离子电池混用时，现阶段成本比很高。当然，随着产业链的完善，成本会降低。但是成本的降低是否可以弥补能量密度低的固有缺陷？
其次， 混搭电池的电池管理系统会更加复杂。在成本和安全性上都要考虑。
当然， 宁德时代有非常强大的研发能力，如果可以在钠离子电池的技术路线上开创先河，引领潮流，也是我们非常乐见和可以引以为傲的。
公众号“康桥电池能源CamCellLab”认为 ：三种技术路线之一的普鲁士型材料在美国钠创能源的中试线上运营成功。现在 阿特里斯公司继续沿着这条道路，开发比 钠创能源正极材料能量密度更高的材料。在 固定式储能中，采用这种技术路线的钠离子电池一定可以占据一席之地！
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