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(da)新興技術之一(yi) 。新款18650鈉離(li)子(zi)電池，就(jiu)借助了鈉離(li)子(zi)轉移（而不是鋰離(li)子(zi)）來(lai)存儲(chu)和釋放電能。

鈉離子電池的工作原理

鈉離子電(dian)池(chi)是一種依靠(kao)鈉離子在正(zheng)負極間移動(dong)來完成充放電(dian)工作的(de)二次(ci)電(dian)池(chi)，與(yu)已被廣泛使用(yong)的(de)鋰離子電(dian)池(chi)的(de)工作原理與(yu)結構(gou)相似。鈉和鋰屬同一主族元(yuan)素，在電(dian)池(chi)工作中均表現出相似的(de)“搖椅(yi)式”電(dian)化學充放電(dian)行(xing)為(wei)。

鈉(na)離(li)子(zi)電池在(zai)充(chong)(chong)電過程(cheng)中，鈉(na)離(li)子(zi)從陰極脫(tuo)出并(bing)嵌入陽極，同時(shi)電子(zi)通過外部電路，嵌入陽極的(de)鈉(na)離(li)子(zi)越多，充(chong)(chong)電容(rong)量越高；放電時(shi)，發(fa)生相反的(de)過程(cheng)，回到正極的(de)鈉(na)離(li)子(zi)越多，放電容(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(yan)。鈉(na)離(li)子合金材(cai)(cai)(cai)料是指(zhi)可以與(yu)鈉(na)形成合金的(de)材(cai)(cai)(cai)料，如(ru)鈉(na)金屬和鈉(na)合金。鈉(na)離(li)子多價(jia)材(cai)(cai)(cai)料是指(zhi)可以通過(guo)氧(yang)化還原反應(ying)實現鈉(na)離(li)子的(de)多價(jia)變化的(de)材(cai)(cai)(cai)料，如(ru)鈉(na)離(li)子多價(jia)過(guo)渡金屬氧(yang)化物。這些(xie)正(zheng)極材(cai)(cai)(cai)料具有(you)較高的(de)容量(liang)和較好(hao)的(de)循環性能，是鈉(na)離(li)子電池(chi)的(de)重要組(zu)成部分。

2、負極材料

負(fu)(fu)極材(cai)(cai)料(liao)(liao)是鈉(na)(na)離子電池(chi)中的(de)另一(yi)(yi)個重要組成部分，它負(fu)(fu)責存儲和(he)(he)(he)釋放鈉(na)(na)離子的(de)電極。目(mu)前常用的(de)負(fu)(fu)極材(cai)(cai)料(liao)(liao)有(you)碳(tan)(tan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)、金(jin)屬鈉(na)(na)和(he)(he)(he)鈉(na)(na)合金(jin)。碳(tan)(tan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)是一(yi)(yi)種(zhong)優良的(de)負(fu)(fu)極材(cai)(cai)料(liao)(liao)，具有(you)較高(gao)(gao)的(de)鈉(na)(na)離子嵌入(ru)和(he)(he)(he)脫出(chu)能力。金(jin)屬鈉(na)(na)是一(yi)(yi)種(zhong)常用的(de)負(fu)(fu)極材(cai)(cai)料(liao)(liao)，具有(you)較高(gao)(gao)的(de)電導率和(he)(he)(he)較好的(de)循環性(xing)能。鈉(na)(na)合金(jin)是一(yi)(yi)種(zhong)新型(xing)的(de)負(fu)(fu)極材(cai)(cai)料(liao)(liao)，可以(yi)提高(gao)(gao)鈉(na)(na)離子電池(chi)的(de)能量(liang)密度(du)和(he)(he)(he)循環壽(shou)命。

3、電解質

電解(jie)質(zhi)(zhi)是(shi)鈉離(li)子電池(chi)中起到傳(chuan)遞(di)離(li)子的(de)(de)(de)作用(yong)的(de)(de)(de)重要(yao)組成(cheng)部分。目(mu)前常用(yong)的(de)(de)(de)電解(jie)質(zhi)(zhi)有(you)(you)有(you)(you)機(ji)(ji)電解(jie)質(zhi)(zhi)和(he)無機(ji)(ji)電解(jie)質(zhi)(zhi)。有(you)(you)機(ji)(ji)電解(jie)質(zhi)(zhi)是(shi)指由(you)有(you)(you)機(ji)(ji)溶劑和(he)鈉鹽組成(cheng)的(de)(de)(de)電解(jie)質(zhi)(zhi)，具(ju)有(you)(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)離(li)子傳(chuan)導(dao)性能(neng)(neng)(neng)和(he)較(jiao)好的(de)(de)(de)穩定(ding)性。無機(ji)(ji)電解(jie)質(zhi)(zhi)是(shi)指由(you)無機(ji)(ji)鹽和(he)溶劑組成(cheng)的(de)(de)(de)電解(jie)質(zhi)(zhi)，具(ju)有(you)(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)離(li)子傳(chuan)導(dao)性能(neng)(neng)(neng)和(he)較(jiao)好的(de)(de)(de)熱穩定(ding)性。電解(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)選(xuan)擇對鈉離(li)子電池(chi)的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)(neng)和(he)安全性有(you)(you)著(zhu)重要(yao)影響。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中的(de)另一(yi)個(ge)重要組成部分，它起到隔(ge)離正極(ji)和(he)(he)負極(ji)的(de)作用(yong)，防(fang)止(zhi)鈉離子和(he)(he)電子的(de)直接接觸。目前常用(yong)的(de)隔(ge)膜(mo)有(you)聚合物隔(ge)膜(mo)和(he)(he)陶瓷隔(ge)膜(mo)。聚合物隔(ge)膜(mo)具(ju)有(you)較高的(de)離子傳導性(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)較好的(de)機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)，但在高溫(wen)下容易失效。陶瓷隔(ge)膜(mo)具(ju)有(you)較高的(de)熱穩定性(xing)(xing)和(he)(he)較好的(de)機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)，但離子傳導性(xing)(xing)能(neng)較差。隔(ge)膜(mo)的(de)選擇對鈉離子電池的(de)循環壽命(ming)和(he)(he)安全性(xing)(xing)有(you)著重要影響。