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年度化學領域十大新(xin)興技術之(zhi)一 。新(xin)款18650鈉離(li)子電池，就借助了(le)鈉離(li)子轉移（而不是(shi)鋰離(li)子）來存儲(chu)和釋(shi)放電能。

鈉離子電池的工作原理

鈉(na)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)是一種依靠鈉(na)離(li)子在(zai)正負(fu)極間移動來完成充放(fang)電(dian)(dian)工作(zuo)的(de)二次電(dian)(dian)池(chi)，與(yu)(yu)已被廣泛使(shi)用(yong)的(de)鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)的(de)工作(zuo)原(yuan)理與(yu)(yu)結構相似。鈉(na)和鋰(li)屬同一主族元素，在(zai)電(dian)(dian)池(chi)工作(zuo)中均表現出(chu)相似的(de)“搖椅式”電(dian)(dian)化學充放(fang)電(dian)(dian)行為。

鈉(na)離(li)(li)子(zi)電(dian)(dian)池在(zai)充(chong)電(dian)(dian)過(guo)程中，鈉(na)離(li)(li)子(zi)從陰極(ji)脫(tuo)出并嵌(qian)入(ru)陽極(ji)，同時電(dian)(dian)子(zi)通過(guo)外(wai)部電(dian)(dian)路(lu)，嵌(qian)入(ru)陽極(ji)的鈉(na)離(li)(li)子(zi)越多，充(chong)電(dian)(dian)容(rong)量越高；放(fang)電(dian)(dian)時，發生相反的過(guo)程，回(hui)到正極(ji)的鈉(na)離(li)(li)子(zi)越多，放(fang)電(dian)(dian)容(rong)量越高。

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)(na)離(li)子合金(jin)材料是指可(ke)以(yi)與鈉(na)(na)(na)形成合金(jin)的(de)材料，如鈉(na)(na)(na)金(jin)屬和鈉(na)(na)(na)合金(jin)。鈉(na)(na)(na)離(li)子多價(jia)(jia)(jia)材料是指可(ke)以(yi)通過氧化還原反應實(shi)現鈉(na)(na)(na)離(li)子的(de)多價(jia)(jia)(jia)變化的(de)材料，如鈉(na)(na)(na)離(li)子多價(jia)(jia)(jia)過渡金(jin)屬氧化物。這些正極材料具(ju)有較高的(de)容量和較好(hao)的(de)循(xun)環(huan)性能，是鈉(na)(na)(na)離(li)子電(dian)池的(de)重要組成部分。

2、負極材料

負(fu)極材料是(shi)鈉(na)離(li)子(zi)電(dian)池中的(de)另一(yi)個重要組(zu)成部分，它負(fu)責存(cun)儲和(he)釋放鈉(na)離(li)子(zi)的(de)電(dian)極。目前常用的(de)負(fu)極材料有碳材料、金屬(shu)鈉(na)和(he)鈉(na)合金。碳材料是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)優良的(de)負(fu)極材料，具有較高(gao)的(de)鈉(na)離(li)子(zi)嵌入和(he)脫出能力。金屬(shu)鈉(na)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)常用的(de)負(fu)極材料，具有較高(gao)的(de)電(dian)導(dao)率和(he)較好的(de)循環(huan)性能。鈉(na)合金是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)新型(xing)的(de)負(fu)極材料，可以提(ti)高(gao)鈉(na)離(li)子(zi)電(dian)池的(de)能量(liang)密度和(he)循環(huan)壽命。

3、電解質

電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是鈉離(li)(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池中起(qi)到傳遞離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)作用的(de)(de)(de)(de)重要(yao)組成部分。目(mu)前常用的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)有(you)有(you)機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和無(wu)機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。有(you)機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是指(zhi)由(you)有(you)機(ji)(ji)溶(rong)劑和鈉鹽(yan)(yan)組成的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，具(ju)(ju)有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)傳導(dao)性(xing)能和較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)。無(wu)機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是指(zhi)由(you)無(wu)機(ji)(ji)鹽(yan)(yan)和溶(rong)劑組成的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，具(ju)(ju)有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)傳導(dao)性(xing)能和較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)穩(wen)定性(xing)。電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)選擇對鈉離(li)(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)性(xing)能和安全(quan)性(xing)有(you)著重要(yao)影(ying)響。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中(zhong)的(de)(de)另(ling)一個重(zhong)要(yao)組(zu)成部(bu)分，它(ta)起到隔(ge)(ge)離正極和(he)負極的(de)(de)作(zuo)用，防(fang)止鈉(na)(na)離子(zi)和(he)電子(zi)的(de)(de)直接接觸(chu)。目前常用的(de)(de)隔(ge)(ge)膜有(you)聚合(he)物隔(ge)(ge)膜和(he)陶(tao)瓷隔(ge)(ge)膜。聚合(he)物隔(ge)(ge)膜具有(you)較(jiao)高的(de)(de)離子(zi)傳(chuan)導(dao)性(xing)能(neng)和(he)較(jiao)好(hao)的(de)(de)機械性(xing)能(neng)，但(dan)在(zai)高溫下容(rong)易失效(xiao)。陶(tao)瓷隔(ge)(ge)膜具有(you)較(jiao)高的(de)(de)熱(re)穩定性(xing)和(he)較(jiao)好(hao)的(de)(de)機械性(xing)能(neng)，但(dan)離子(zi)傳(chuan)導(dao)性(xing)能(neng)較(jiao)差。隔(ge)(ge)膜的(de)(de)選擇對鈉(na)(na)離子(zi)電池的(de)(de)循(xun)環壽命和(he)安全性(xing)有(you)著重(zhong)要(yao)影響。