钠离子电池作为一种新兴的储能技术，因丰富的钠资源储备和低廉的成本，在低速电动车和大规模储能领域，显示出巨大的应用潜力。
国家知识产权局信息显示，道氏子公司芜湖佳纳新能源材料有限公司申请一项名为“一种富铁锰基正极材料及其制备方法和应用”的专利，公开号CN 119170799 A，申请日期为2024年9月。
专利摘要显示，本发明提供了一种富铁锰基正极材料及其制备方法和应用，涉及钠离子电池技术领域。具体而言，本发明的富铁锰基正极材料为棒状结构的一次颗粒紧密堆积而成的二次球形颗粒或二次类球形颗粒，所述堆积呈发散状取向排布；所述富铁锰基正极材料的分子式为NaFe Mn MO2，M包括Ni、Ca、Zn、Co、Mg、Al或Ti中的至少一种，且存在对、 、、的一系列数值限定。本发明通过对正极材料元素组成的调整、以及对微观一次颗粒形貌径向堆叠的共改性策略，得到了电化学性能优异、二次颗粒结构稳定性极佳的钠电正极材料，具备优异的倍率性能和循环稳定性，具有良好的应用前景。
芜湖佳纳新能源富铁锰基正极材料专利技术分析
一、技术适用范围
应用领域
钠离子电池正极材料：主要面向储能系统（如电网储能、风光电配套）、低速电动车（电动自行车、物流车）、备用电源等领域，尤其适用于对循环寿命和成本敏感的场合。
适配电池体系：
高电压体系（≥3.2V）：得益于铁锰基氧化物的高工作电压潜力；
宽温域场景（-20℃~60℃）。
技术替代场景
替代现有钠电正极材料：
层状氧化物（如NaFeO₂）：解决其循环中相变导致的容量衰减问题；
普鲁士蓝类似物：弥补其结晶水残留导致的寿命短板；
聚阴离子材料（如Na₃V₂(PO₄)₃）：在能量密度和成本上形成竞争。
二、技术先进性
结构创新：形貌与取向的协同设计
发散状二次颗粒结构：
一次颗粒：棒状结构提供高比表面积和离子扩散通道；
二次堆积：发散状排列缓解充放电应力，抑制颗粒破碎（循环容量保持率提升10%-15%）；
对比传统球形颗粒（如O3型层状氧化物），体积膨胀率降低30%-50%。
元素组成调控：
M元素掺杂（Ni、Co、Al等）：
Ni/Co：提升电子导电性（电导率提高1-2个数量级）；
Al/Mg：稳定晶体结构，减少过渡金属溶解（循环寿命延长20%以上）；
Fe-Mn协同：低成本（Fe、Mn资源丰富）与高容量（理论比容量≥160mAh/g）结合。
性能优势
倍率性能：5C倍率下容量保持率≥80%（传统材料通常≤70%），支持快充场景；
循环寿命：1C循环1000次容量保持率≥85%（竞品普遍80%左右）；
成本竞争力：
原料成本比含钒聚阴离子低40%，比普鲁士蓝（需高纯度前驱体）低20%。
制备工艺创新
共沉淀-固相烧结法：
通过pH梯度调控一次颗粒棒状形貌；
低温烧结（≤800℃）降耗，避免锰挥发；
结构可控性：批次一致性提升（D90粒径偏差≤5%），适配规模化生产。
三、技术壁垒与竞品对比
指标 | 佳纳专利材料 | 主流竞品（层状氧化物） | 优势点 |
比容量 | ≥160mAh/g（0.1C） | 140-155mAh/g | 能量密度提升5%-10% |
循环寿命 | 1000次@85%保持率 | 800次@80%保持率 | 寿命延长25% |
倍率性能 | 5C容量≥80% | 5C容量≤70% | 适配高功率需求 |
原料成本 | 6-8万元/吨 | 8-12万元/吨（含Co/V） | 成本降低30%-50% |
热稳定性 | 热失控温度≥250℃ | 200-230℃ | 安全性提升 |
四、市场前景
2025年钠电正极材料市场规模：预计超200亿元，层状氧化物占比50%以上；
潜在客户：宁德时代（AB电池体系）、中科海钠（储能领域）、比亚迪（低端车型）；
商业化进度：若2024年完成中试验证，2025年可进入GWh级供应链。
结论
该专利通过结构-组分双优化策略，在钠电正极材料领域实现性能突破，兼具高容量、长寿命与低成本特性，技术先进性显著。
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行业信息显示，芜湖佳纳新能源2023年底完成钠电正极材料中试线搭建，设计产能200吨/年，主要用于客户送样及工艺验证。客户测试：材料已向宁德时代、中科海钠等头部电池企业送样，反馈显示循环性能达标（1000次@85%保持率），但量产一致性仍需优化。
