中科海钠钠离子电池拆解数据

来源：锂想生活

德国亚琛工业大学团队对中科海钠10Ah的33140圆柱形钠离子电池进行了系统性的电化学测试和拆解分析。

根据电池规格书和拆解分析，电池总体情况如下表所示：标称容量10Ah，标称电压3.0V，尺寸33.2×140mm，重量270g，能量密度110 Wh/kg。通过ICP-OES和EDX分析，确认正极为NaCu₁/₉Ni₂/₉Fe₁/₃Mn₁/₃O₂层状氧化物，并发现铜在颗粒内呈现空间不均匀分布。负极为硬碳（HC），正负电极均双面涂布，均采用铝集流体（正极12.3μm，负极12.9μm），电解液溶剂：PC:EP（碳酸丙烯酯:丙酸乙酯）。

正极电极尺寸为2.618 m × 125 mm × 105mm；负极为2.685 m × 128 mm × 168 mm。

120个电池进行EIS测试，欧姆电阻R₀中位数1.61mΩ，标准差0.09mΩ（5.27%）；极化电阻Rpol中位数4.48mΩ，标准差0.16mΩ（3.65%）。这表明生产一致性比较好，达到工业标准。

120个电池在交付状态下的Nyquist图和电阻分布

  电池充电和放电电压曲线在不同C倍率（0.05C-4C）下表现良好，即使在4C倍率下，充放电容量仍超过10Ah。dQ/D/dV曲线显示在极低SOC和约40%SOC处有两个最大值，属于典型硬碳负极体系。

0.05C-4C下充电、放电电压-容量曲线以及微分电压分析

 脉冲电阻在0%SOC时最高（约22mΩ），随SOC增加而降低，在40%SOC处有拐点。EIS电阻随温度降低显著增加：45°C时约20mΩ，25°C时约50mΩ，5°C时约130mΩ，-10°C时约290mΩ，-20°C时约496.5mΩ；Nyquist图显示低SOC时半圆（极化电阻）显著增大。

相同的温度下充放电：45°C、25°C、5°C时容量超过标称；-10°C降至8.2Ah；-20°C仅5.6Ah（低温充电受限）。

25°C充电后，在不同的低温放电：C/2和1C在-20°C时能量保持率约82%，容量保持率>90%；1C放电因自发热现象，与C/2差异减小。

通过ICP-OES分析确定正极化学计量比为NaCu₁/₉Ni₂/₉Fe₁/₃Mn₁/₃O₂。SEM图像分析表明，负极硬碳颗粒尺寸0.5-5μm；正极颗粒为2-10μm，多晶结构。EDX表明，Na、Mn、Ni、Fe分布均匀；Cu不均匀分布。电解液检测到PC和EP，含NaPF₆、NaFSI/NaTFSI；含硫添加剂（1,3-丙磺酸内酯等）。

CT图像和拆解分析表明，电池采用类似特斯拉的无极耳（tabless）、正负极都是铝集流体设计，有效降低集流体电阻并提升热均匀性。

总之，拆解分析表明：120个电池的低方差（R₀标准差5.27%，Rpol标准差3.65%）证明该钠离子电池已达到与成熟锂离子电池相当的工业制造标准，电池生产一致性较好。4C下容量超过标称值，表明层状氧化物/硬碳体系适合高功率应用。低温放电性能优异（-20°C能量保持82%），但低温充电性能差（-20°C仅0.1C，容量56%）。电池能量密度110Wh/kg。

文献：Cell teardown and characterization of a Hina commercial sodium-ion battery

作者：Christian Siebert, Moritz Schütte, Jonas Rinner, Gereon Stahl, Jan Lin, Katharina Quade, Heinrich Ditler, Christiane Rahe, Dirk Uwe Sauer

发表：Cell Reports Physical Science, 2026年, 第7卷, 103323

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