起点钠电关注到，近日，宁德时代和比亚迪双双公布了钠电新专利，宁德时代专利主要涉及如何降低钠离子电池热失控风险及提高安全性，比亚迪专利主要涉及对聚阴离子类正极材料进行调控改性以增强其性能。
01
宁德时代：降低钠电热失控风险，提升安全性
6月17日，宁德时代公布“钠离子电池单体、电池和用电装置”专利，该发明专利提供一种钠离子电池单体、电池模块以及电池包和用电装置，旨在解决如何低成本地降低钠离子电池热失控风险以提高其安全性能的技术问题。
对于钠离子电池，随着材料体系的不同选择，单位体积下的能量不同所产生的热量也不同。由于钠的重量增加，钠离子电池的能量密度通常会低于锂离子电池，而为了进一步提高钠离子电池能量密度，当所选材料体系的能量密度较大时，产热量大，极片间的热传递容易失控，从而引发安全问题。
钠离子电池热失控的影响因素与锂离子电池有很大不同，尽管机理还没有完全明确，但一部分原因是经充电后，特别是当钠离子电池处于大于50%SOC（State of Charge）充电状态时，负极的金属钠大量在硬碳中填孔。电池升至一定温度（约130℃）时，负极极片表面形成的SEI膜开始破坏，热量会累积快速升温，引发正极侧的化学反应，因此,需要及早地将负极极片产生的热量尽可能散去。
为了解决钠离子电池安全性问题，该专利实施例通过理论计算与实验结合，基于负极极片存钠机制，在钠离子电池中的负极极片和正极极片设置最小间隔，既能及早散去负极极片产生的一部分热量，又能够有效避免负极侧的热量对正极的影响，从而可以低成本地实现钠离子的安全性。
本申请公开的钠离子电池单体包括相对设置的正极极片和负极极片，正极极片中包含钠层状金属氧化物，负极极片中包含硬碳，而且正极极片与负极极片之间的间距为15-45μm。本申请将钠离子电池单体中的正极极片与负极极片之间间距设置为15-45μm，利用该间距范围可以使含硬碳的负极极片发热后能传递少量的热量至正极极片，传递的热量对正极极片中的钠层状金属氧化物材料的稳定性影响小，同时负极极片不容易快速累积热量，这样使正极极片和负极极片之间不容易热失控，从而可以提高钠离子电池的安全性能。
基于该专利进行安全测试，方法是将钠离子电池单体的电极组件外加80W（加热电阻）热源；检测开阀时间；其中在200℃的热滥测试温度条件下检测电极组件的防爆阀开阀时间，该时间反应电池内部热失控产气的剧烈程度，时间越长越安全。
测试数据显示，在层状钠镍钴铝氧化物的脱钠克容量为150mAh/g，面密度为0.02g/㎝²；硬碳活性材料嵌钠克容量330mAh/g，面密度为0.01g/㎝²；负极极片单位面积容量为较大的单位面积容量X=3.3mAh/g/㎝²条件下，隔膜厚度分别为20μm、30μm、40μm、45μm时，安全性时间分别为32秒、67秒、124秒、183秒，而隔膜厚度为14μm时，安全性时间仅12秒。
在层状钠镍钴铝氧化物的脱钠克容量为170mAh/g，面密度为0.02g/㎝²；硬碳活性材料嵌钠克容量350mAh/g，面密度为0.01g/㎝²；负极极片单位面积容量为较大的单位面积容量X=3.5mAh/g/㎝²条件下，隔膜厚度分别为21μm、30μm、35μm、45μm时，安全性时间分别为22秒、31秒、57秒、145秒，而隔膜厚度为14μm时，安全性时间仅7秒。
起点钠电关注到，今年宁德时代已公布的钠离子电池相关专利中，多项专利旨在解决钠电池安全问题。
6月3日，宁德时代公开“正极极片、钠离子电池及用电装置”专利。
钠离子电池的一些正极活性材料在循环过程中或者一些极端使用场景下可能产生氧气。对钠离子电池的循环稳定性造成不利影响。并且，在一些高温或热失控场景下，正极释放的氧气容易与钠离子电池内部的活性钠发生反应，引发严重的安全事故。因此，如何改善正极释氧现象、提高钠离子电池的安全性能成为一项亟待解决的技术问题。
本申请是鉴于上述技术问题而进行的，其目的在于，提供一种正极极片、钠离子电池及用电装置。该正极极片能够有效改善正极释氧的现象，提高钠离子电池的安全性能。在正极极片中引入了阴离子具有还原性的吸氧剂，一旦正极活性材料释氧，正极膜层中的吸氧剂可以与氧气反应，其具有还原性的阴离子能够被氧气氧化从而消耗正极活性材料释放的氧气。由此，能够有效改善正极极片在循环过程中释氧的现象，提高钠离子电池的安全性能。
5月6日，宁德时代公开“负极活性材料、负极极片、钠离子电池及用电装置”专利。
钠离子电池在实际使用过程中面临短路、热失控等问题。当发生短路、热失控问题时，硬碳由于其储钠储钠机理，在电池的循环过程中会形成大量类金属钠，在电池发生热失控的情况下，迅速加剧热失控，严重时导致钠离子电池起火、爆炸。因此，如何改善钠离子电池的热失控问题成为一项亟待解决的技术问题。
本申请是鉴于上述技术问题而进行的，其目的在于，提供一种负极活性材料、负极极片、钠离子电池及用电装置，该负极活性材料能够有效降低钠离子电池的热失控风险。
本申请的实施例中，负极活性材料中包括真密度在1.3g/cm3-2.0g/cm3范围内的硬碳转化型储钠材料，真密度在上述范围内的硬碳能够为钠离子电池提供较高的容量，转化型储钠材料使得钠离子能嵌入其中，与其形成化合物从而储钠，由此，减少电池循环过程中类金属钠的生成，有助于降低钠离子电池热失控的风险。并且钠的化合物通常具有较高的熔点，在发生热失控的情况下，不会使得热失控迅速蔓延，有助于提高钠离子电池的安全性能。
据起点钠电不完全统计，截至目前，宁德时代在钠离子电池领域的发明专利已超120项，涉及正极材料、正极极片、负极极片、电解液、电解质、集流体、钠离子电池单体、模块、电池包等内容，仅2025年，宁德时代就公开了28项专利。部分专利如下：
02
比亚迪：聚焦聚阴离子改性，提升产品性能
6月17日，比亚迪公布“正极活性材料及其制备方法、钠离子电池及用电设备”专利。
现有技术钠电池的正极活性物质电位较低，其中，聚阴离子类正极材料很难发挥接近理论容量的水平，比如焦磷酸磷酸铁钠理论容量在129mAh/g，实际发挥在70左右的水平，这主要是电子电导率低,离子迁移慢的原因，因此，对聚阴离子类正极材料进行调控改性材料的容量、电压和倍率较为重要。
本发明的目的是为了克服现有技术存在的聚阴离子类正极材料电子电导率低，离子迁移慢问题，提供一种正极活性材料及其制备方法、钠离子电池及用电设备。
所述正极活性材料具有以下通式所示组成：NaxMy(P1-wAwO4)z(P2-uAuO7)，其中，M选自Fe、Ti、V、Cr、Mn、Mg、Ca、Zr、Cd、Co、Ni、Cu、Zn和Nb中的一种或几种，A选自Ga、Sb、Se、Te、Bi、In中的一种或几种；x满足条件：2≤x≤4；y满足条件：1≤y≤4；z满足条件：0≤z≤2；w满足条件：0
本发明提供的正极活性材料通过金属M和金属A的共同掺杂调控性能，可以充分利用不同元素的优点，增强聚阴离子正极材料的性能，多金属掺杂使键长变大从而使晶胞体积扩大，降低Na离子扩散能垒，Na离子迁移速度变快，实际容量得以提升，同时电压和倍率性能也得到提升，电子电导率得到提高。
今年4月11日，比亚迪公开了“一种焦磷酸磷酸铁钠复合材料及其制备方法和应用”专利。
目前，市面上的焦磷酸磷酸铁钠(Na2FeP2O7)材料往往容量不高(90-100mAh/g)，与焦磷酸磷酸铁钠材料129mAh/g的理论容量相差甚远，这主要是由于传统固相法混料很难将材料做到混合均匀，而原料是否均匀直接影响成品材料物相纯度，这导致目前煅烧后得到的成品材料物相纯度不高，进而导致容量偏低。而如果采用液相法以及传统的碱液共沉淀法，虽然能够使元素混和均匀，从而提高焦磷酸磷酸铁钠的物相纯度和容量，但常规的液相法干燥后通常会导致材料的形貌呈现出紧密的微米块体，使得离子传导和电子传导困难，最终造成材料倍率性能下降。鉴于此，该专利提供了一种焦磷酸磷酸铁钠复合材料及其制备方法和应用，该制备方法流程简单，能制得高容量、倍率性能良好的焦磷酸磷酸铁钠复合材料。
一种焦磷酸磷酸铁钠复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、将铁源、磷源、钠源、碳源混合加入水溶解，得到第一混合液；
S2、在所述第一混合液中加入晶粒生长促进剂，得到第二混合液；
S3、将所述第二混合液干燥、煅烧后得到焦磷酸磷酸铁钠复合材料。
测试结果显示，材料的颗粒粒径与碳含量对材料的倍率性能影响很大，尤其是颗粒的粒径，当不加入晶粒生长促进剂直接干燥后，材料的颗粒尺寸无法被抑制且团聚严重，导致离子扩散和电子传导路径增长，最终使电池倍率性能劣化严重。通过实施例对比可知，晶粒生长促进剂与第一混合液的比例对晶粒大小以及倍率循环性能也有影响，晶粒生长促进剂的用量越高，成品材料的晶粒越小；但当晶粒生长促进剂与第一混合液进一步满足体积比为(1-10):1时，倍率循环性能更加优异。
起点钠电关注到，比亚迪此前已在聚阴离子路线进行多番布局。
2024年7月，比亚迪与钠创新能源联合中标了上海交通大学绍兴新能源与分子工程研究院“兆瓦时级NFPP储能系统关键技术研发”项目。该项目根据研究需要，需进行兆瓦时级NFPP储能系统关键技术研发，进行MWh级NFPP钠离子电池储能应用示范，实现削峰填谷功能。本次研发需NFPP克容量92-115mAh/g和压实密度2g/cm³，及NFPP正极材料体系单体电芯容量190Ah以上、能量密度95Wh/kg以上、系统能量效率≥90%指标。
2024年比亚迪开展了“低成本长寿命钠离子电池研发项目”，致力于超长寿命、超级安全、极低成本的新化学体系开发。已实现了200Ah的电芯容量，10000+的循环性能，优于锂电的安全性、功率性、高低温性能等。
据起点钠电不完全统计，目前比亚迪在钠离子电池领域的发明专利已超28项，涉及聚阴离子正极材料、生物质硬碳负极、补钠隔膜、补钠材料、钠离子电池电解液、复合材料、钠离子电池等内容，部分专利如下：
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