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中創(chuàng)盟實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為，在籌建滿足CNAS體系要求的鈉離子電池實(shí)驗(yàn)室之前，實(shí)驗(yàn)室整體解決方案是整個籌建環(huán)節(jié)中的重中之重，是“剛需”也是最重要的“開端”。實(shí)驗(yàn)室整體解決方案之所以重要，因?yàn)樗梢詭椭I建方在整個籌建過程中，規(guī)避掉90%以上的籌建風(fēng)險。實(shí)驗(yàn)室整體解決方案的內(nèi)容至少但不限于：實(shí)驗(yàn)室調(diào)查問卷、實(shí)驗(yàn)室設(shè)場地選址、實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)解讀、實(shí)驗(yàn)室布局規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)室投資預(yù)算、實(shí)驗(yàn)室施工籌建、實(shí)驗(yàn)室過程監(jiān)管、實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室配套工程、實(shí)驗(yàn)室專用家具、實(shí)驗(yàn)室綜合驗(yàn)收、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)室CNAS/CMA/DILAC體系申辦、實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營管理......。整個籌建過程中，如沒有實(shí)驗(yàn)室整體解決方案作為綱要，恐怕整個實(shí)驗(yàn)室籌建過程中會出現(xiàn)與初衷（原計劃）相悖的結(jié)果（失之毫厘，謬以千里）。
在籌建鈉離子電池實(shí)驗(yàn)室之前，我們需對鈉離子電池材料/性能以及市場應(yīng)用領(lǐng)域,做進(jìn)一步的了解。
1、鈉電工作原理與電池材料
鈉離子電池和鋰離子電池的工作原理非常接近，但電池材料方面存在一定差異。
鈉離子電池是利用鈉離子在充放電時，在正極、負(fù)極 材料中反復(fù)地嵌入、脫出，從而發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)，故其工作原理與鋰離子電池相似。電池材料方面，鈉離子電池也是由正極、負(fù)極、電解液、隔膜、集流體等材料構(gòu)成，材料上的差異主要體現(xiàn)在正極、負(fù)極和集流體方面。
2、鈉電正極路線
鈉離子電池正極三種路線，性能上各有優(yōu)缺點(diǎn)。
層狀氧化物比容量較高、壓實(shí)密度高，但空氣穩(wěn)定性一般。普魯士藍(lán)/白化合物比容量高，價格低廉，但其結(jié)晶水的存在會影響電化學(xué)性能。聚陰離子化合物穩(wěn)定性好、循環(huán)性能好，工作電壓高，但比容量較低、導(dǎo)電性差。鈉電層狀氧化物正極與鋰電三元正極在制備方法上相似。制備方法主要有固相法和液相法。其中固相法采用金屬氧化物與鈉源進(jìn)行球 磨，從而混合均勻，再進(jìn)行高溫煅燒。此方法流程簡單，但是需要較高的溫度，且產(chǎn)品的均一性較差。液相法先通過金屬鹽與堿溶液 進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，生成前驅(qū)體，再混合鈉源，進(jìn)行煅燒，得到層狀氧化物。此方法雖然流程上相較固相法更多，但可以通過控制反應(yīng) 條件，制備出均一性更好、振實(shí)密度更高的產(chǎn)物。鈉電層狀氧化物正極與鋰電三元正極的生產(chǎn)設(shè)備兼容，適合大規(guī)模生產(chǎn)。普魯士藍(lán)類正極通常采用共沉淀法制備。普魯士藍(lán)類正極可以通過熱分解法、水熱法、共沉淀法合成。其中熱分解法和水熱法生產(chǎn)效 率和產(chǎn)率較低，且合成過程中容易造成亞鐵氰根分解，產(chǎn)生毒氣。共沉淀法可以視為安全環(huán)保且能夠大規(guī)模制備此類材料的方法，其 工藝簡單、無需高溫?zé)Y(jié)，成本低廉。主要通過亞鐵氰化鈉、過渡金屬鹽、絡(luò)合劑等，進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，制備而成。絡(luò)合劑的加入，可以降低過渡金屬鹽與亞鐵氰化鈉的反應(yīng)速度，從而減少空位和結(jié)晶水的形成。加入抗氧化劑和使用惰性保護(hù)氣氛的目的是使過渡金 屬離子始終處于低價態(tài)，從而保證最終產(chǎn)物中較高的鈉含量?？梢酝ㄟ^采用表面包覆、金屬元素?fù)诫s、改進(jìn)工藝等方法降低結(jié)晶水和空位。
3、鈉電負(fù)極路線
鈉電負(fù)極主要采用硬碳和軟碳。石墨是商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料，但因?yàn)殁c離子半徑大于鋰離子，石墨的層間距對于鈉電而言過 小，鈉離子在石墨層間嵌入和脫出較為困難，故鈉離子電池負(fù)極材料使用結(jié)構(gòu)含有大量的缺陷的無定形碳（包括硬碳和軟碳），其儲 鈉容量相比石墨更大。軟碳是指在2500℃以上的溫度下可以石墨化的碳材料，否則即為硬碳。硬碳作為鈉電負(fù)極，其比容量較高，但由于其原料多為生物質(zhì)，產(chǎn)率偏低，成本高。軟碳相對于硬碳在結(jié)構(gòu)上更為有序，故儲鈉比容量較低，但采用煤、瀝青等原料，其成本低。目前主流廠商在鈉電負(fù)極上的布局，以硬碳為主，軟碳為輔。硬碳原料多樣，其中生物質(zhì)原料制備硬碳為主流選擇。生物質(zhì)原料可選范圍多樣（椰殼、秸稈、毛竹等），所制備的硬碳綜合性能適中，但需要解決原料穩(wěn)定供應(yīng)和產(chǎn)品一致性等問題；高分子類原料（酚醛樹脂等），其所制備的硬碳比容量高，產(chǎn)品均一，結(jié)構(gòu)易調(diào) 控，但是成本高昂；瀝青、無煙煤等原料雖然成本較低，但是其所制備的硬碳比容量相對較低。
4、鈉電電解液
鈉離子電池電解液與鋰離子電池電解液配方相似，均由電解質(zhì)、溶劑和添加劑組成。碳酸酯類溶劑EC和PC，具有電化學(xué)窗口寬、介電常數(shù)大、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，是鈉電池優(yōu)異的有機(jī)溶劑。醚類溶劑，因其在鈉電體 系中具有更好的抗氧化還原能力，可以在負(fù)極表面生成薄且穩(wěn)定的SEI膜和高的首次庫侖效率，也可于鈉電池，但其很少在鋰電池中 使用。溶質(zhì)從鋰電池的六氟磷酸鋰（LiPF6）換成鈉電池的六氟磷酸鈉（NaPF6）。兩者合成的原理和技術(shù)路線相似，六氟磷酸鈉容易量產(chǎn)。添加劑方面，鈉電與鋰電體系并無太大區(qū)別，主要有成膜添加劑、阻燃添加劑、過充保護(hù)添加劑等。
5、其它
集流體方面，鈉電池正負(fù)極集流體均使用廉價的鋁箔，但鋰電池負(fù)極集流體必須為銅箔。這是由于鋁和鈉在低電位不會發(fā)生合金化 反應(yīng)，而鋁和鋰在低電位下易發(fā)生此反應(yīng)。故鋁箔在鈉電池中的用量，相對于鋰電池，翻倍增長。在隔膜方面，鈉電池與鋰電池均可使用PP、PE隔膜。
6、鈉電成本
鈉電池材料成本相較于鋰電池大幅下降。其材料成本降幅在30%-40%，其降本原因主要在于： 
1.1金屬鈉地殼豐度高，價格遠(yuǎn)低于鋰。此外，鈉電正極還選用資源量豐富的鐵、銅、錳等金屬，故正極材料價格大幅下降，正極占比從鋰電的43%下降至26%。
1.2集流體不同。鋰電負(fù)極集流體必須為銅箔，而鈉電池正負(fù)極集流體可均為鋁箔，鋁價格遠(yuǎn)低于銅。
7、鈉電性能
鈉離子電池在成本、低溫性能等方面具備優(yōu)勢。雖然鈉離子電池與磷酸鐵鋰電池在能量密度、循環(huán)壽命方面存在差距，但是其原料成本相較于磷酸鐵鋰電池低30%左右，并且其低溫下的容量保持率、耐過放電性能均優(yōu)于磷酸鐵鋰電池。鈉電池可放電至0V，在儲存、運(yùn) 輸方面比鋰電池更穩(wěn)定。將鈉離子電池與鉛酸電池對比，可發(fā)現(xiàn)鈉離子電池各方面性能均超越鉛酸電池，有望在鉛酸電池的主流應(yīng)用 場景中實(shí)現(xiàn)替代。
8、鈉離子電池的市場空間
鈉離子電池需求有望快速增長。根據(jù)鈉離子電池的上述性能，我們推斷其未來主要應(yīng)用于對能量密度要求較低，但對成本敏感的領(lǐng)域，如電動兩輪車（替代鉛酸電池）、A00級別電動車以及儲能領(lǐng)域（替代磷酸鐵鋰電池）。據(jù)測算，全球鈉離子電池的需求量有望從2023 年3.6GWh增長至2025年65.8GWh，成長空間巨大（鈉電池介紹原文備索鈉電池元年）。
9.籌建鈉離子電池實(shí)驗(yàn)室，需要多少 ㎡場地？
依據(jù)中創(chuàng)盟實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的過往案例，建立符合CNAS體系標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室，場地要求至少在500㎡；第三方檢測機(jī)構(gòu)（建立符合CNASCMA等體系要求的）一般在1000㎡-5000㎡。
10. 籌建鈉離子電池實(shí)驗(yàn)室，裝修費(fèi)多少？周期多少天？
就實(shí)驗(yàn)室的基本裝修費(fèi)用，依據(jù)中創(chuàng)盟實(shí)驗(yàn)室的過往案例，裝修500㎡的費(fèi)用約在120萬起，裝修周期約在35天。裝修費(fèi)用和周期，具體還是要看實(shí)驗(yàn)室功能要求的。決定實(shí)驗(yàn)室裝修費(fèi)用和周期的幾個重要因素有：實(shí)驗(yàn)室場地、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室功能等等，無論是哪一種實(shí)驗(yàn)室，在施工前期，必須要走專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計咨詢和設(shè)計規(guī)劃兩個流程，是必須要走（文章開頭已講其重要性，再此不再贅述）。必經(jīng)實(shí)驗(yàn)室整體設(shè)計規(guī)劃后，按照設(shè)計規(guī)劃資料（實(shí)驗(yàn)室整體效果圖、實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備定位圖、實(shí)驗(yàn)室裝修圖紙、實(shí)驗(yàn)室電器系統(tǒng)圖、實(shí)驗(yàn)室給排水系統(tǒng)圖、實(shí)驗(yàn)室施工清單...）選擇裝修公司報價施工，在整個過程中，嚴(yán)格要求施工方按照設(shè)計規(guī)劃資料施工，確保裝修過程中（特別是隱蔽工程）符合原圖紙資料要求，整個施工過程，從材料、工程量、國家標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，可派中創(chuàng)盟實(shí)驗(yàn)室專業(yè)監(jiān)管人員現(xiàn)場監(jiān)督管理。
11.籌建鈉離子電池CNAS實(shí)驗(yàn)室，對實(shí)驗(yàn)室人員有哪些要求？
1.所有可能影響實(shí)驗(yàn)室活動的人員，無論是內(nèi)部還是外部人員。行為應(yīng)公正、有能力、并按照實(shí)驗(yàn)室管理體系要求工作。
2.實(shí)驗(yàn)室應(yīng)將影響實(shí)驗(yàn)室活動結(jié)果的各職能的能力要求制定成文件，包括對教育、資格、培訓(xùn)、技術(shù)知識、技能和經(jīng)驗(yàn)等要求。
3.實(shí)驗(yàn)室應(yīng)確保人員具備其負(fù)責(zé)的實(shí)驗(yàn)室活動的能力，并能夠評估偏離的影響程度。
4.實(shí)驗(yàn)室管理層應(yīng)與實(shí)驗(yàn)室人員就其職責(zé)、責(zé)任和權(quán)限進(jìn)行溝通。
5.實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有以下程序，并保持記錄：
a.確定能力要求
b.人員選擇
c.人員培訓(xùn)
d.人員監(jiān)督
e.人員授權(quán)
f.人員能力監(jiān)控
6.實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對特定實(shí)驗(yàn)室活動的人員授權(quán)，包括但不限于下列活動：
a.開發(fā)、修改、驗(yàn)證和確認(rèn)方法
b.分析結(jié)果，包括符合性聲明或意見和解釋
c.報告、審查和批準(zhǔn)結(jié)果
7.從事實(shí)驗(yàn)室活動的人員不得在其他同類型實(shí)驗(yàn)室從事同類的實(shí)驗(yàn)室活動。
8.從事檢測或校準(zhǔn)活動的人員應(yīng)具備相關(guān)專業(yè)大專以上學(xué)歷。
9.如學(xué)歷或?qū)I(yè)不滿足要求，應(yīng)有10年以上相關(guān)檢測或校準(zhǔn)經(jīng)歷。
10.關(guān)鍵技術(shù)人員，如進(jìn)行檢測或校準(zhǔn)結(jié)果復(fù)核、檢測或校準(zhǔn)方法驗(yàn)證或確認(rèn)的人員，除滿足上述要求外，應(yīng)有3年以上本專業(yè)領(lǐng)域的檢測或校準(zhǔn)經(jīng)歷。
注：關(guān)鍵技術(shù)人員還應(yīng)包括簽發(fā)證書或報告的人員（包括授權(quán)簽字人），但 CNAS對授權(quán)簽字人的要求更為嚴(yán)格。
11.授權(quán)簽字人除滿足以上要求外，還應(yīng)熟悉 CNAS 所有相關(guān)的認(rèn)可要求，并具有本專業(yè)中級以上（含中級）技術(shù)職稱或同等能力。
注1“同等能力”指需滿足以下條件：
a) 大專畢業(yè)后，從事專業(yè)技術(shù)工作8年及以上；
b) 大學(xué)本科畢業(yè)，從事相關(guān)專業(yè)5年及以上；
c) 碩士學(xué)位以上（含），從事相關(guān)專業(yè)3年及以上;
d) 博士學(xué)位以上（含），從事相關(guān)專業(yè)1年及以上。
注2：授權(quán)簽字人指被 CNAS 認(rèn)可的可以簽發(fā)帶有認(rèn)可標(biāo)識證書或報告的人員，其在被授權(quán)的范圍內(nèi)應(yīng)有相應(yīng)的技術(shù)能力和工作經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人可以不是授權(quán)簽字人，授權(quán)范圍也可以不是全部認(rèn)可范圍，授權(quán)范圍應(yīng)根據(jù)其實(shí)際技術(shù)能力確定。
12.籌建鈉離子電池CNAS實(shí)驗(yàn)室，對儀器設(shè)備有哪些要求？
鈉離子電池實(shí)驗(yàn)室設(shè)備種類非常多，但建設(shè)初期，應(yīng)先從以下幾個角度考慮選擇設(shè)備，例如：實(shí)驗(yàn)室功能、產(chǎn)品特性、面對的客戶群，還要考慮哪些是：定期試驗(yàn)項(xiàng)目？哪些是常規(guī)試驗(yàn)？哪些是型式試驗(yàn)項(xiàng)目等，在整體設(shè)計規(guī)劃資料的基礎(chǔ)上，選擇一期設(shè)備、二期設(shè)備等。常見的實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備有以下分類：例如，溫濕模擬設(shè)備、光老化設(shè)備、防塵防水設(shè)備、鹽霧腐蝕設(shè)備、氣體腐蝕設(shè)備、阻燃性能設(shè)備、機(jī)械力學(xué)設(shè)備、理化分析設(shè)備、精密測量設(shè)備、安規(guī)性能設(shè)備、失效分析設(shè)備、行業(yè)檢測設(shè)備等等。
13.籌建鈉離子電池CNAS實(shí)驗(yàn)室，還有哪些特別注意事項(xiàng)？
如需更多實(shí)驗(yàn)室技術(shù)資料，歡迎聯(lián)系中創(chuàng)盟實(shí)驗(yàn)室技術(shù)齊工13771850837。