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详细>随着钠离子电池产业化进程持续推进，多家钠电企业都将在今年正式投产，对于钠离子电池专用负极材料的需求迅速增加，明确钠电负极商业化应用的技术路径十分重要。
负极材料的选用对电池性能的影响巨大，现阶段钠离子电池负极材料基本能够确定为无定形碳，其中又以硬碳为主，软碳为辅。硬碳大体可以分为生物质基、树脂基、沥青基三种技术路线，区别主要在于前驱体的选取，三种技术路线各有优劣，行业内对此众说纷纭，以下将从几个角度对钠电负极材料进行分析。
原材料方面，生物质基主要以含碳动植物组织为原料，如椰子壳、果壳等，以椰子壳为前驱体制备的硬碳负极材料性能最为优秀，在首效性能和比容量上表现更好，但由于生物质材料个体差异较大，生物质基硬碳在一致性方面稍差，对原材料的筛选比较考究，且供应端有一定的波动性，未来钠电装机快速起量，供给或有缺口。树脂基硬碳负极性能主要以环氧树脂、酚醛树脂等为原料，树脂基硬碳负极性能与生物质基相差不大，且一致性更有保障，但成本也相对更高。以上两种技术路线制备得到的硬碳负极性能均可满足钠离子电池的商业应用需求，目前主流企业多有所布局。沥青基硬碳负极主要原材料为煤沥青，原材料成本低廉、易得性高，但缺点是克容量和一致性较低，适合能量密度较低的低端钠电产品。主要钠电负极厂商采用的技术路线参考以下表格。
工艺方面，三种技术路径原理类似，需经过碳化、交联化处理、浸润造孔、包覆改性等步骤，原则上要让前驱体发生交联、聚缩反应，形成储钠位点。生物质基和树脂基硬碳材料天然内部具有交联结构，而沥青基硬碳负极材料在制备过程中需要专门的交联化工序，原材料端也需要特定的筛选工艺。就工艺壁垒来讲，生物质基工艺难度最低，成熟度较高，也是大多数硬碳负极厂商选用的技术路线，树脂基工艺难度适中，目前头部企业也积极布局以应对未来生物质存在的潜在缺口，沥青基是目前三种技术路线工艺最为复杂，难度最高的，且在制造过程中会挥发有害气体，部分企业研发沥青基硬碳负极仅是作为技术储备，而非有意愿深耕。
成本方面，生物质碳源转化率普遍在20%左右，考虑到加工损耗，生物质与产出硬碳的质量比约为6:1，即每吨生物质硬碳负极需要约6吨前驱体，按照目前的生产规模测算，成本在5-6万元/吨；树脂基硬碳负极转化率在30-40%左右，成本稍高于生物质基；沥青基硬碳负极成本优势相对较大，前驱体单吨价格在2000元左右，且转化率高达50%以上，但加工成本较前两者更高，远期工艺改进叠加规模化优势，成本有望压到万元左右。
综合来看，现阶段钠电负极仍以生物质基硬碳为主，前驱体以东南亚的椰子壳为最佳，但如果需求大幅增加，原料端可能供应乏力，部分企业也主动研发淀粉、葡糖糖等新型生物质基材料，考虑到沥青基硬碳负极工艺优化潜力巨大，随着未来性能逐渐提高，可以满足中低端的电池性能需求。预计未来生物质基硬碳负极长期存在，满足高端钠电需求，沥青基硬碳负极未来凭借价格优势应用在中低端钠离子电池中。
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