近日，中国科学院物理研究所研究员、中科海钠董事长胡勇胜团队在大容量钠离子电芯长循环技术方面取得进展。采用多阴离子协同电解液的270 Ah方形电芯，在1 C条件下循环3333次后容量保持率达89.2%，实现了大容量电芯长循环性能。相关成果为钠离子电池面向规模化储能应用的产品开发与制造验证提供了新的技术支撑。

此次测试覆盖两种大容量方形电芯。73174207型270 Ah电芯在1 C条件下循环3333次后容量保持率为89.2%，连续循环时间超过一年；54173207型210 Ah电芯常温循环1670次后容量保持率为92.7%，在45 ℃条件下容量保持率为88.6%。电芯能量密度达168 Wh/kg，工作温域覆盖-40 ℃至60 ℃。在-40 ℃、0.33 C条件下，放电容量保持率为92.8%；在25 ℃、3 C条件下，充电和放电容量保持率分别为94.3%和99.1%。

大容量电芯对材料体系的长期稳定运行提出了更高要求。随着单体容量提升，电极与电解液界面反应可能引发产气和内阻增长，进而影响电芯寿命与运行表现。针对这一问题，团队开发了多阴离子协同电解液方案，在常规1 M碳酸酯溶剂体系中组合使用NaPF6、NaFSI、NaDFOB和NaDFP，并添加FEC、PS成膜添加剂。所用原料为电池级工业化常规产品，供应链成熟。研究表征显示，该方案有助于在正负极形成稳定界面，抑制循环过程中的副反应和阻抗增长。

该成果的一个重要特点，是在210 Ah和270 Ah方形电芯上开展了长循环及宽温域性能验证，将电解液设计与大容量电芯产品验证相结合，通过层状氧化物||硬碳体系的高能量密度、长循环寿命与大容量单体制造“三位一体”，真正把钠离子电池的低成本优势从原料端落到了产品端。

相关研究以“Manufacturing large-format practical Na-ion battery with over 200 Ah and 3 000 cycles”为题，发表于《极端制造》International Journal of Extreme Manufacturing (IJEM，IF 25.1) 期刊上。

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-7990/aea828/meta

图1. 大容量钠离子电池电化学性能