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理(li)相(xiang)似。2022年度化學(xue)領域(yu)十大新興技(ji)術之一 。新款18650鈉離子電池，就借助(zhu)了鈉離子轉(zhuan)移（而不是鋰離子）來存(cun)儲(chu)和釋放(fang)電能(neng)。

鈉離子電池的工作原理

鈉離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)是一種依靠鈉離子在正負極間移動來完成充放電(dian)(dian)工(gong)作(zuo)的(de)二次電(dian)(dian)池(chi)(chi)，與已被廣(guang)泛(fan)使(shi)用的(de)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)工(gong)作(zuo)原理與結構相似。鈉和鋰屬同一主族元(yuan)素(su)，在電(dian)(dian)池(chi)(chi)工(gong)作(zuo)中均表現出相似的(de)“搖椅式”電(dian)(dian)化學充放電(dian)(dian)行(xing)為。

鈉(na)離子(zi)電(dian)池在充(chong)電(dian)過(guo)程中，鈉(na)離子(zi)從陰(yin)極(ji)(ji)脫(tuo)出并嵌入陽極(ji)(ji)，同時電(dian)子(zi)通過(guo)外部(bu)電(dian)路，嵌入陽極(ji)(ji)的鈉(na)離子(zi)越(yue)多，充(chong)電(dian)容量越(yue)高；放電(dian)時，發生相反的過(guo)程，回到正極(ji)(ji)的鈉(na)離子(zi)越(yue)多，放電(dian)容量越(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(na)(na)離(li)(li)子合(he)金(jin)材(cai)(cai)料(liao)是指(zhi)可以與鈉(na)(na)形成合(he)金(jin)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，如鈉(na)(na)金(jin)屬和鈉(na)(na)合(he)金(jin)。鈉(na)(na)離(li)(li)子多價材(cai)(cai)料(liao)是指(zhi)可以通過(guo)(guo)氧(yang)化還原反應實(shi)現(xian)鈉(na)(na)離(li)(li)子的(de)(de)多價變化的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，如鈉(na)(na)離(li)(li)子多價過(guo)(guo)渡金(jin)屬氧(yang)化物(wu)。這些(xie)正極材(cai)(cai)料(liao)具(ju)有較高的(de)(de)容量(liang)和較好的(de)(de)循環性能，是鈉(na)(na)離(li)(li)子電(dian)池的(de)(de)重要組成部分。

2、負極材料

負(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)材料(liao)是鈉(na)離(li)子(zi)(zi)電(dian)池中的(de)(de)另(ling)一個(ge)重要(yao)組成部(bu)分(fen)，它負(fu)(fu)(fu)責存儲和(he)釋放鈉(na)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)。目前常用的(de)(de)負(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)材料(liao)有碳材料(liao)、金(jin)屬鈉(na)和(he)鈉(na)合金(jin)。碳材料(liao)是一種(zhong)優良的(de)(de)負(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)材料(liao)，具有較高(gao)的(de)(de)鈉(na)離(li)子(zi)(zi)嵌入和(he)脫(tuo)出(chu)能(neng)(neng)力。金(jin)屬鈉(na)是一種(zhong)常用的(de)(de)負(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)材料(liao)，具有較高(gao)的(de)(de)電(dian)導率和(he)較好的(de)(de)循環(huan)性能(neng)(neng)。鈉(na)合金(jin)是一種(zhong)新(xin)型的(de)(de)負(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)材料(liao)，可以提高(gao)鈉(na)離(li)子(zi)(zi)電(dian)池的(de)(de)能(neng)(neng)量密度和(he)循環(huan)壽命(ming)。

3、電解質

電(dian)(dian)解(jie)(jie)質是鈉(na)離(li)子(zi)(zi)電(dian)(dian)池中起到傳(chuan)遞離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)作用的(de)(de)重要組(zu)成部分。目前常用的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質有有機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質和無機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質。有機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質是指由(you)有機溶劑和鈉(na)鹽組(zu)成的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質，具有較(jiao)高的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)傳(chuan)導性能和較(jiao)好的(de)(de)穩定性。無機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質是指由(you)無機鹽和溶劑組(zu)成的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質，具有較(jiao)高的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)傳(chuan)導性能和較(jiao)好的(de)(de)熱穩定性。電(dian)(dian)解(jie)(jie)質的(de)(de)選擇(ze)對鈉(na)離(li)子(zi)(zi)電(dian)(dian)池的(de)(de)性能和安全性有著重要影響(xiang)。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中的(de)另一個重(zhong)要(yao)組成(cheng)部分，它起到隔(ge)離正極和(he)(he)(he)(he)負極的(de)作用(yong)，防止(zhi)鈉(na)離子(zi)和(he)(he)(he)(he)電(dian)子(zi)的(de)直(zhi)接(jie)接(jie)觸。目(mu)前常(chang)用(yong)的(de)隔(ge)膜(mo)有聚合物隔(ge)膜(mo)和(he)(he)(he)(he)陶瓷隔(ge)膜(mo)。聚合物隔(ge)膜(mo)具(ju)有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)離子(zi)傳(chuan)導(dao)性能和(he)(he)(he)(he)較(jiao)好(hao)的(de)機(ji)械(xie)性能，但在高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)容(rong)易失(shi)效(xiao)。陶瓷隔(ge)膜(mo)具(ju)有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)熱穩定性和(he)(he)(he)(he)較(jiao)好(hao)的(de)機(ji)械(xie)性能，但離子(zi)傳(chuan)導(dao)性能較(jiao)差。隔(ge)膜(mo)的(de)選擇對鈉(na)離子(zi)電(dian)池的(de)循環壽命和(he)(he)(he)(he)安全性有著(zhu)重(zhong)要(yao)影響。