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「CIBF2026主论坛」复旦大学王飞教授:高能钠电池电解质及界面
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第十八届深圳国际电池技术交流会 / 展览会(CIBF2026)于 2026 年 5 月 13 — 15 日在深圳国际会展中心举办。同期举办的主论坛:CIBF2026 先进电池前沿技术交流会,设有 1 个开幕式主会场、10 个分会场及 1 个闭门会。5 月 14 日,钠电专场在深圳国际会展中心 18 号馆成功举办。

演讲题目:高能钠电池电解质及界面

演讲嘉宾:王飞 复旦大学 / 江苏隐功科技有限公司

演讲时间:2026 年 5 月 14 日 11:30-11:50

本次交流会上,复旦大学王飞教授以高能钠电池电解质及界面为核心议题,聚焦无负极钠电池技术展开深度分享,内容覆盖产业背景、技术原理、行业痛点、核心技术攻关、产品体系、性能优势、现存瓶颈、产业化布局及行业展望,维度全面、体系清晰。

一、行业发展背景与钠电池优劣势分析

(一)钠电池天然优势

1. 资源与性能禀赋突出:钠资源储量充足,电池兼具高安全性、强功率特性与优异低温表现。钠离子斯托克斯半径更小、去溶剂化难度低,天然适配快充、超低温及高功率应用场景。

2. 对冲锂价波动风险:碳酸锂价格大幅涨跌扰动锂电池行业稳定,钠电池凭借成本优势成为行业关注的热点技术路线。

(二)钠电池成本起伏历程

钠电池产业热度与锂价走势高度绑定,产业化进程受成本牵制显著:

1.2022 年上行期:锂电 BOM 成本 0.8 元 /Wh,钠电池 0.6 元 /Wh,成本优势吸引资本集中涌入,行业热度快速攀升。

2.2024 年低谷期:碳酸锂降价带动铁锂电池成本降至 0.3 元 /Wh,钠电池成本仍维持 0.5 元 /Wh,市场竞争力显著下滑。

3。当前回暖阶段:碳酸锂价格再度回升,铁锂电池成本约 0.4 元 /Wh,钠电池成本降至 0.45 元 /Wh,产业发展信心逐步修复。

(三)传统钠电池核心发展瓶颈

1. 核心短板突出:能量密度偏低、综合成本偏高,是制约传统钠电池规模化落地的两大核心硬伤。

2. 成本结构劣势:传统钠电池硬碳负极的成本占比远高于锂电池的石墨负极;测算显示,若锂价跌至 6 万元 / 吨,能量密度低于 130Wh/kg 的钠电池,成本将始终无法与锂电池形成竞争。

3. 技术路径存在本质差异:钠离子与锂离子在还原电位、SEI 膜特性、溶剂化结构、离子迁移规律上存在根本区别,锂电的电解液、添加剂与成膜技术无法直接复用,照搬锂电技术路线易走弯路,但这也为钠电池电解液体系的自主创新提供了全新方向。

二、企业技术布局与研发思路

隐功科技成立于 2023 年底,是国内首批深耕无负极钠电池赛道的初创企业,已获得光速光合、软银资本、IDG 资本投资,核心聚焦无负极钠电池的产业化落地,整体研发逻辑清晰:

1. 跳出锂电池电解液的传统设计框架,针对钠离子独有的电化学特性,自主研发专属电解液体系。

2. 依托钠离子电化学特性打造无负极架构,替代传统硬碳负极,同步破解能量密度偏低、综合成本偏高两大行业核心痛点。

3. 围绕电解液配方、负极 SEI 膜界面调控、界相工程、涂层材料、功能添加剂等方向集中攻坚,分梯度推进多系列产品开发。

三、三大核心产品系列及技术性能

依托自研电解液技术,企业推出隐峰、隐速、隐护三大无负极钠电池产品矩阵,分别匹配不同场景的差异化需求。

(一)隐速系列:高功率定向适配

面向高功率设备与极端低温工况,聚焦提升负极去溶剂化效率与界面离子扩散能力。

核心采用 AI 驱动的电解液设计方案,通过小尺寸溶剂笼结构强化离子动力学性能,搭配弱溶剂稀释剂构建超薄 SEI 膜,针对性解决传统钠电池的共性痛点 —— 传统结构中钠离子难以穿透 SEI 膜嵌入硬碳,导致 " 低温放电尚可、充电性能短板明显 ",超薄界面设计从根源改善了这一问题。

关键性能指标:常温 30C 放电容量保持率达 90%;-40 ℃环境下放电容量超 85%;可在 - 50 ℃ ~-70 ℃极端低温中稳定工作,瞬时放电倍率最高可达 100C 以上。

(二)隐峰系列:高比能降本提效

采用无负极核心架构,以钠沉积模式替代传统硬碳嵌钠路线,从结构根源实现能量密度提升与成本下探。

降本提效逻辑:移除高成本、大体积的硬碳负极,电解液用量仅为传统钠电池的 40%;电池首次充放电效率大幅提升,质量与体积能量密度可对标磷酸铁锂电池,制造成本形成反向优势。

为破解无负极结构的稳定性难题,核心布局三项技术:一是界相工程,通过低介电常数界相实现钠离子均匀形核与沉积,避免钠团簇、不均匀沉积及副反应;二是复合界相设计,构建富 NaF 与 Na ₃ Bi 的复合界面,加快钠沉积 / 溶解动力学、降低形核电位,兼容高倍率与低温场景;三是复合涂层优化机械稳定性,电芯充放电全程无厚度变化,显著降低软包电芯膨胀率。

产品形成梯度性能布局:基础款能量密度超 160Wh/kg,BOM 成本低至 0.25 元 / Wh,循环 180 次容量保持 95%;电解液优化款能量密度突破 200Wh/kg;搭配高容量正极的方案中,2Ah 小软包电芯可达 300Wh/kg,大软包电芯能量密度可超 350Wh/kg。

(三)隐护系列:高安全全阻燃方案

主打极致安全属性,核心采用不可燃电解液体系,打造全阻燃型电池产品,适配对安全防护有高要求的应用场景。

四、无负极钠电池综合性能亮点

与传统钠电池、磷酸铁锂电池相比,无负极钠电池方案在五大维度具备显著竞争力:

1. 低温充放电表现突出:可在 - 40 ℃环境下正常充放电,该温区充电容量保持率超 90%、放电容量保持率超 80%;-25 ℃时充电容量保持率高于 98%。低温及大倍率充电工况下极化几乎无抬升,输出电压稳定。

2. 倍率性能优异:支持 20C 充放电循环,3C 充电模式下容量保持率可达 95%。

3. 电压与容量特性更优:平均工作电位较传统钠电池高出 0.15V,2.5V 截止电压下容量损耗极低,无需像传统钠电池将放电截止电压下调至 1.5V。

4. 循环寿命覆盖多元场景:常规版本循环 1500 次后容量保持率为 82%,可满足两轮车、三轮车等民用场景需求;界相优化版本可在 - 30 ℃低温环境下稳定循环 1600 次;准固态方案循环寿命预计突破 3000 次。

5. 安全性能可靠:顺利通过跌落、冲击、低温、针刺等多项安全测试;其钠沉积状态与传统硬碳储钠特性相近,本征安全表现优异。

五、现存技术难题及解决方案

(一)核心短板:高温稳定性不足

高温稳定性偏弱是无负极钠电池的核心痛点,其高温存储产气、容量衰减问题比传统钠电池更为突出。

常规电解液体系下,电池高温产气率可达 60%,电芯体积膨胀明显。针对该问题,团队研发出复合盐搭配磷酸酯类的产气抑制复合添加剂,可将产气率降至 26%;配合电解液体系整体优化后,高温储存状态下电芯体积变化仅为 2%。

同时技术研究还发现,无负极钠电池的高温稳定性与界面无机组分含量、杨氏模量呈负相关,这一规律与传统锂电池的行业认知存在差异。

(二)其他技术优化方向

企业同步布局准固态无负极钠电池路线,融合液态电池易加工、固态电池高安全与耐宽温的双重优势。该方案在 60 ℃高温存储环境下无钠沉积、无容量衰减,电池的环境耐受性得到大幅提升。

六、产业化进展与行业展望

(一)产业化合作进展

隐功科技已与国际车企达成合作,共同推进无负极钠电池在动力电池领域的商业化落地。

(二)行业现状总结

钠电池产业发展历程波折,行业景气度长期与碳酸锂价格深度绑定,锂价下行周期中,该技术路线往往容易受到市场冷遇。

(三)发展前景判断

无负极钠电池具备长期核心竞争力:综合成本有望低于磷酸铁锂电池,低温性能优势显著,安全表现与磷酸铁锂持平,可覆盖储能、高功率设备、极端低温场景、低速车辆、动力电池等多元领域,未来应用空间广阔。

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