鈉離子電池是什么

鈉離子電池，是一種二次電池（充電電池），主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原(yuan)理(li)相似(si)。2022年(nian)度化學領域(yu)十大新興技(ji)術之一(yi) 。新款18650鈉(na)離(li)子(zi)電(dian)池，就借(jie)助了鈉(na)離(li)子(zi)轉移（而不是(shi)鋰離(li)子(zi)）來(lai)存(cun)儲和釋放電(dian)能。

鈉離子電池的工作原理

鈉離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池是一種依靠鈉離(li)子(zi)在(zai)(zai)正負極(ji)間移動(dong)來完成充放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)二次電(dian)(dian)(dian)(dian)池，與(yu)已被廣泛(fan)使用的(de)鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)原理與(yu)結構相(xiang)似。鈉和鋰屬同一主族元素，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)池工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)中(zhong)均(jun)表(biao)現出(chu)相(xiang)似的(de)“搖椅式”電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學充放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)行為。

鈉(na)離(li)(li)子(zi)電(dian)(dian)池在充(chong)電(dian)(dian)過(guo)程中，鈉(na)離(li)(li)子(zi)從陰(yin)極(ji)脫出(chu)并嵌(qian)入陽極(ji)，同時(shi)電(dian)(dian)子(zi)通過(guo)外部(bu)電(dian)(dian)路，嵌(qian)入陽極(ji)的(de)鈉(na)離(li)(li)子(zi)越(yue)多(duo)，充(chong)電(dian)(dian)容量(liang)(liang)越(yue)高；放(fang)電(dian)(dian)時(shi)，發生相反的(de)過(guo)程，回到正極(ji)的(de)鈉(na)離(li)(li)子(zi)越(yue)多(duo)，放(fang)電(dian)(dian)容量(liang)(liang)越(yue)高。

鈉離子電池的組成

1、正極材料

正極材料是鈉離子電池中的重要組成部分，它負責儲存和釋放鈉離子。目前常用的正極材料有鈉離子插層材料、鈉離子合金材料和鈉離子多價材料。鈉離子插層材料是指可以插入和脫出鈉離子的材料，如鈉離子插層氧化物和鈉離子插層磷酸鹽。鈉離(li)(li)子合金(jin)材(cai)料是指可(ke)以與鈉形成(cheng)合金(jin)的(de)材(cai)料，如(ru)鈉金(jin)屬(shu)(shu)和鈉合金(jin)。鈉離(li)(li)子多價材(cai)料是指可(ke)以通過氧化(hua)還原反(fan)應實現鈉離(li)(li)子的(de)多價變化(hua)的(de)材(cai)料，如(ru)鈉離(li)(li)子多價過渡金(jin)屬(shu)(shu)氧化(hua)物。這些正極(ji)材(cai)料具有較高的(de)容量和較好(hao)的(de)循(xun)環(huan)性能，是鈉離(li)(li)子電池(chi)的(de)重要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)。

2、負極材料

負(fu)極材(cai)(cai)(cai)料(liao)是(shi)鈉(na)(na)(na)(na)(na)離(li)子(zi)電池(chi)中的(de)(de)(de)另(ling)一(yi)個重要組成部分，它負(fu)責存(cun)儲(chu)和(he)釋放鈉(na)(na)(na)(na)(na)離(li)子(zi)的(de)(de)(de)電極。目前常用的(de)(de)(de)負(fu)極材(cai)(cai)(cai)料(liao)有(you)碳材(cai)(cai)(cai)料(liao)、金屬(shu)鈉(na)(na)(na)(na)(na)和(he)鈉(na)(na)(na)(na)(na)合(he)金。碳材(cai)(cai)(cai)料(liao)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)優良的(de)(de)(de)負(fu)極材(cai)(cai)(cai)料(liao)，具(ju)(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)鈉(na)(na)(na)(na)(na)離(li)子(zi)嵌入(ru)和(he)脫出(chu)能(neng)(neng)力(li)。金屬(shu)鈉(na)(na)(na)(na)(na)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)常用的(de)(de)(de)負(fu)極材(cai)(cai)(cai)料(liao)，具(ju)(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)電導(dao)率和(he)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)循(xun)(xun)環性能(neng)(neng)。鈉(na)(na)(na)(na)(na)合(he)金是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)新型的(de)(de)(de)負(fu)極材(cai)(cai)(cai)料(liao)，可以提(ti)高(gao)鈉(na)(na)(na)(na)(na)離(li)子(zi)電池(chi)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量密度和(he)循(xun)(xun)環壽命。

3、電解質

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)鈉離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池中起到傳遞離(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)作用的(de)(de)(de)(de)重要(yao)組(zu)成部分。目(mu)前常用的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)有(you)有(you)機(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和無機(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。有(you)機(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)指(zhi)由有(you)機(ji)溶(rong)劑和鈉鹽組(zu)成的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，具有(you)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)傳導性能和較好的(de)(de)(de)(de)穩定性。無機(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)指(zhi)由無機(ji)鹽和溶(rong)劑組(zu)成的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，具有(you)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)傳導性能和較好的(de)(de)(de)(de)熱穩定性。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)選擇對鈉離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)性能和安全性有(you)著(zhu)重要(yao)影響(xiang)。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中(zhong)的另一個重要(yao)組成部分(fen)，它起(qi)到(dao)隔(ge)(ge)離正極和(he)負極的作用，防止鈉離子(zi)和(he)電子(zi)的直接(jie)接(jie)觸。目前(qian)常用的隔(ge)(ge)膜(mo)有聚合物(wu)隔(ge)(ge)膜(mo)和(he)陶瓷隔(ge)(ge)膜(mo)。聚合物(wu)隔(ge)(ge)膜(mo)具有較(jiao)(jiao)高的離子(zi)傳導(dao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)較(jiao)(jiao)好的機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，但在高溫下容易(yi)失效。陶瓷隔(ge)(ge)膜(mo)具有較(jiao)(jiao)高的熱(re)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)和(he)較(jiao)(jiao)好的機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，但離子(zi)傳導(dao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)較(jiao)(jiao)差。隔(ge)(ge)膜(mo)的選擇對鈉離子(zi)電池(chi)的循環壽命和(he)安全性(xing)(xing)(xing)有著重要(yao)影響。