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(zuo)原理相似。2022年度化學領域(yu)十大新(xin)(xin)興技術之一 。新(xin)(xin)款18650鈉離子(zi)電池，就(jiu)借助(zhu)了鈉離子(zi)轉移（而不是鋰離子(zi)）來存儲(chu)和釋放電能。

鈉離子電池的工作原理

鈉離子(zi)電(dian)池(chi)是一種依靠鈉離子(zi)在正(zheng)負極間移動來(lai)完(wan)成充(chong)放電(dian)工作(zuo)的二次電(dian)池(chi)，與(yu)已被(bei)廣(guang)泛使用的鋰離子(zi)電(dian)池(chi)的工作(zuo)原理(li)與(yu)結構相似(si)。鈉和鋰屬(shu)同一主族元素，在電(dian)池(chi)工作(zuo)中(zhong)均表(biao)現出相似(si)的“搖椅式”電(dian)化學充(chong)放電(dian)行為。

鈉(na)(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池在充電(dian)(dian)(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中，鈉(na)(na)離(li)子(zi)從陰極脫出并嵌(qian)入陽(yang)極，同時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)通過(guo)外部電(dian)(dian)(dian)(dian)路，嵌(qian)入陽(yang)極的鈉(na)(na)離(li)子(zi)越(yue)(yue)(yue)多，充電(dian)(dian)(dian)(dian)容量(liang)越(yue)(yue)(yue)高；放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)時(shi)，發生相反的過(guo)程(cheng)，回到(dao)正(zheng)極的鈉(na)(na)離(li)子(zi)越(yue)(yue)(yue)多，放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)容量(liang)越(yue)(yue)(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(yan)。鈉(na)(na)離(li)(li)(li)子合(he)金(jin)材料是指可以與鈉(na)(na)形(xing)成合(he)金(jin)的(de)(de)材料，如鈉(na)(na)金(jin)屬(shu)和鈉(na)(na)合(he)金(jin)。鈉(na)(na)離(li)(li)(li)子多(duo)價(jia)(jia)材料是指可以通過(guo)氧化(hua)還(huan)原反應實現鈉(na)(na)離(li)(li)(li)子的(de)(de)多(duo)價(jia)(jia)變化(hua)的(de)(de)材料，如鈉(na)(na)離(li)(li)(li)子多(duo)價(jia)(jia)過(guo)渡金(jin)屬(shu)氧化(hua)物。這些正極(ji)材料具有較高的(de)(de)容量和較好的(de)(de)循環性(xing)能，是鈉(na)(na)離(li)(li)(li)子電池的(de)(de)重要組成部分。

2、負極材料

負(fu)(fu)(fu)極(ji)材料是鈉(na)離(li)子(zi)(zi)電池(chi)(chi)中的(de)(de)(de)另一個重要組成部分(fen)，它(ta)負(fu)(fu)(fu)責存儲和釋放(fang)鈉(na)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)電極(ji)。目前常用(yong)的(de)(de)(de)負(fu)(fu)(fu)極(ji)材料有(you)碳(tan)材料、金屬鈉(na)和鈉(na)合(he)金。碳(tan)材料是一種優良的(de)(de)(de)負(fu)(fu)(fu)極(ji)材料，具(ju)(ju)有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)鈉(na)離(li)子(zi)(zi)嵌入和脫(tuo)出能力(li)。金屬鈉(na)是一種常用(yong)的(de)(de)(de)負(fu)(fu)(fu)極(ji)材料，具(ju)(ju)有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)電導率和較(jiao)好的(de)(de)(de)循(xun)環性能。鈉(na)合(he)金是一種新型的(de)(de)(de)負(fu)(fu)(fu)極(ji)材料，可以提高鈉(na)離(li)子(zi)(zi)電池(chi)(chi)的(de)(de)(de)能量(liang)密度和循(xun)環壽命。

3、電解質

電解(jie)質是鈉(na)離(li)(li)子電池中起到傳遞離(li)(li)子的(de)(de)作用(yong)的(de)(de)重(zhong)要(yao)組成(cheng)部分。目前(qian)常用(yong)的(de)(de)電解(jie)質有(you)(you)(you)有(you)(you)(you)機(ji)電解(jie)質和(he)(he)無(wu)(wu)機(ji)電解(jie)質。有(you)(you)(you)機(ji)電解(jie)質是指(zhi)由(you)有(you)(you)(you)機(ji)溶劑和(he)(he)鈉(na)鹽組成(cheng)的(de)(de)電解(jie)質，具有(you)(you)(you)較高(gao)的(de)(de)離(li)(li)子傳導(dao)性(xing)(xing)(xing)能和(he)(he)較好的(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)。無(wu)(wu)機(ji)電解(jie)質是指(zhi)由(you)無(wu)(wu)機(ji)鹽和(he)(he)溶劑組成(cheng)的(de)(de)電解(jie)質，具有(you)(you)(you)較高(gao)的(de)(de)離(li)(li)子傳導(dao)性(xing)(xing)(xing)能和(he)(he)較好的(de)(de)熱穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)。電解(jie)質的(de)(de)選擇對鈉(na)離(li)(li)子電池的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能和(he)(he)安全(quan)性(xing)(xing)(xing)有(you)(you)(you)著重(zhong)要(yao)影響。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中的(de)(de)(de)(de)另一個(ge)重要組(zu)成部分，它(ta)起到隔(ge)(ge)(ge)離正極和(he)負極的(de)(de)(de)(de)作用，防止鈉離子和(he)電子的(de)(de)(de)(de)直接接觸。目前常用的(de)(de)(de)(de)隔(ge)(ge)(ge)膜有(you)(you)聚合物隔(ge)(ge)(ge)膜和(he)陶瓷(ci)(ci)隔(ge)(ge)(ge)膜。聚合物隔(ge)(ge)(ge)膜具有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)離子傳導性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)較好(hao)的(de)(de)(de)(de)機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)，但在高(gao)(gao)溫(wen)下容易失效。陶瓷(ci)(ci)隔(ge)(ge)(ge)膜具有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)熱穩(wen)定性(xing)(xing)和(he)較好(hao)的(de)(de)(de)(de)機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)，但離子傳導性(xing)(xing)能(neng)(neng)較差。隔(ge)(ge)(ge)膜的(de)(de)(de)(de)選擇(ze)對鈉離子電池(chi)的(de)(de)(de)(de)循環(huan)壽(shou)命和(he)安(an)全性(xing)(xing)有(you)(you)著重要影響(xiang)。