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)相似。2022年(nian)度(du)化學領域十大新興技術(shu)之一 。新款18650鈉(na)離子電(dian)池，就借(jie)助了鈉(na)離子轉移（而不是鋰離子）來存儲和釋放電(dian)能。

鈉離子電池的工作原理

鈉(na)(na)離(li)子電(dian)池(chi)是一(yi)(yi)種依靠(kao)鈉(na)(na)離(li)子在正負極間移動來完(wan)成充(chong)放(fang)電(dian)工作(zuo)的(de)二(er)次電(dian)池(chi)，與已被廣泛使用的(de)鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)的(de)工作(zuo)原理與結構相似。鈉(na)(na)和鋰(li)屬(shu)同(tong)一(yi)(yi)主(zhu)族(zu)元素，在電(dian)池(chi)工作(zuo)中均表(biao)現出(chu)相似的(de)“搖椅式”電(dian)化學充(chong)放(fang)電(dian)行為。

鈉(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)池在充電(dian)(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中，鈉(na)離(li)子(zi)從陰極脫出并嵌入陽(yang)極，同時電(dian)(dian)子(zi)通過(guo)(guo)外部電(dian)(dian)路，嵌入陽(yang)極的鈉(na)離(li)子(zi)越多，充電(dian)(dian)容量越高；放(fang)電(dian)(dian)時，發(fa)生相反的過(guo)(guo)程(cheng)，回到(dao)正極的鈉(na)離(li)子(zi)越多，放(fang)電(dian)(dian)容量越高。

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)(na)離(li)子合金材(cai)(cai)料(liao)是(shi)指可(ke)以與(yu)鈉(na)(na)(na)(na)形成(cheng)合金的(de)材(cai)(cai)料(liao)，如鈉(na)(na)(na)(na)金屬(shu)和鈉(na)(na)(na)(na)合金。鈉(na)(na)(na)(na)離(li)子多價(jia)材(cai)(cai)料(liao)是(shi)指可(ke)以通過(guo)氧(yang)化還原反(fan)應(ying)實(shi)現鈉(na)(na)(na)(na)離(li)子的(de)多價(jia)變化的(de)材(cai)(cai)料(liao)，如鈉(na)(na)(na)(na)離(li)子多價(jia)過(guo)渡金屬(shu)氧(yang)化物(wu)。這些正極材(cai)(cai)料(liao)具有(you)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)容量和較(jiao)(jiao)好的(de)循環性能，是(shi)鈉(na)(na)(na)(na)離(li)子電池的(de)重要組成(cheng)部(bu)分。

2、負極材料

負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)是鈉(na)離(li)子電(dian)(dian)池中的(de)(de)另(ling)一(yi)個(ge)重要組成部分，它負(fu)責存儲和(he)釋放鈉(na)離(li)子的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)。目前常(chang)用的(de)(de)負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)有(you)碳(tan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、金(jin)屬鈉(na)和(he)鈉(na)合金(jin)。碳(tan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)是一(yi)種優良的(de)(de)負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，具有(you)較高的(de)(de)鈉(na)離(li)子嵌入和(he)脫出能(neng)力。金(jin)屬鈉(na)是一(yi)種常(chang)用的(de)(de)負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，具有(you)較高的(de)(de)電(dian)(dian)導率(lv)和(he)較好(hao)的(de)(de)循環(huan)性(xing)能(neng)。鈉(na)合金(jin)是一(yi)種新型的(de)(de)負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，可以提高鈉(na)離(li)子電(dian)(dian)池的(de)(de)能(neng)量密度和(he)循環(huan)壽(shou)命。

3、電解質

電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)是鈉離(li)子(zi)電(dian)(dian)池中(zhong)起到傳遞離(li)子(zi)的(de)(de)(de)作用的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)組成(cheng)部分。目前常用的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)有(you)(you)有(you)(you)機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)和(he)無機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)。有(you)(you)機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)是指由有(you)(you)機溶(rong)劑(ji)和(he)鈉鹽組成(cheng)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)，具有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)離(li)子(zi)傳導性能(neng)和(he)較好的(de)(de)(de)穩(wen)定性。無機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)是指由無機鹽和(he)溶(rong)劑(ji)組成(cheng)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)，具有(you)(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)離(li)子(zi)傳導性能(neng)和(he)較好的(de)(de)(de)熱(re)穩(wen)定性。電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)選擇對鈉離(li)子(zi)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)性能(neng)和(he)安全(quan)性有(you)(you)著重(zhong)要(yao)影響。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中的(de)另一個重要(yao)組成部分，它起到隔離(li)正極和(he)負極的(de)作用，防止鈉(na)離(li)子(zi)和(he)電子(zi)的(de)直接(jie)接(jie)觸。目前(qian)常(chang)用的(de)隔膜(mo)(mo)(mo)有(you)聚(ju)合物隔膜(mo)(mo)(mo)和(he)陶(tao)瓷(ci)隔膜(mo)(mo)(mo)。聚(ju)合物隔膜(mo)(mo)(mo)具(ju)有(you)較高的(de)離(li)子(zi)傳導性能和(he)較好的(de)機(ji)械性能，但在(zai)高溫下(xia)容易失效。陶(tao)瓷(ci)隔膜(mo)(mo)(mo)具(ju)有(you)較高的(de)熱穩(wen)定(ding)性和(he)較好的(de)機(ji)械性能，但離(li)子(zi)傳導性能較差。隔膜(mo)(mo)(mo)的(de)選擇對(dui)鈉(na)離(li)子(zi)電池的(de)循(xun)環(huan)壽(shou)命和(he)安全(quan)性有(you)著重要(yao)影響。