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(yuan)理(li)相似(si)。2022年度化學領域十大新興技術之一 。新款18650鈉離(li)子(zi)(zi)電池，就借助了鈉離(li)子(zi)(zi)轉移（而不是(shi)鋰(li)離(li)子(zi)(zi)）來存儲和(he)釋放電能。

鈉離子電池的工作原理

鈉(na)離子電(dian)池(chi)(chi)是一(yi)種依靠鈉(na)離子在(zai)正負極(ji)間移動來完成(cheng)充放電(dian)工作的(de)(de)二(er)次電(dian)池(chi)(chi)，與已被廣泛使用(yong)的(de)(de)鋰離子電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)工作原理與結構相(xiang)似。鈉(na)和鋰屬同一(yi)主族元素，在(zai)電(dian)池(chi)(chi)工作中均(jun)表現(xian)出(chu)相(xiang)似的(de)(de)“搖椅(yi)式(shi)”電(dian)化學充放電(dian)行為(wei)。

鈉離(li)子電(dian)(dian)池在充(chong)電(dian)(dian)過(guo)(guo)程中，鈉離(li)子從(cong)陰極(ji)脫出(chu)并嵌入(ru)陽(yang)極(ji)，同(tong)時電(dian)(dian)子通過(guo)(guo)外部電(dian)(dian)路，嵌入(ru)陽(yang)極(ji)的鈉離(li)子越(yue)多，充(chong)電(dian)(dian)容量越(yue)高；放(fang)電(dian)(dian)時，發生相反的過(guo)(guo)程，回到(dao)正(zheng)極(ji)的鈉離(li)子越(yue)多，放(fang)電(dian)(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(yan)。鈉(na)(na)離(li)子合金(jin)材料(liao)(liao)(liao)是指(zhi)可以與(yu)鈉(na)(na)形成(cheng)合金(jin)的材料(liao)(liao)(liao)，如鈉(na)(na)金(jin)屬和鈉(na)(na)合金(jin)。鈉(na)(na)離(li)子多(duo)價材料(liao)(liao)(liao)是指(zhi)可以通(tong)過氧化還原反應實現(xian)鈉(na)(na)離(li)子的多(duo)價變(bian)化的材料(liao)(liao)(liao)，如鈉(na)(na)離(li)子多(duo)價過渡(du)金(jin)屬氧化物。這(zhe)些正極材料(liao)(liao)(liao)具有較高的容量和較好的循環性(xing)能，是鈉(na)(na)離(li)子電池的重要組成(cheng)部分。

2、負極材料

負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)是(shi)鈉(na)(na)(na)離子(zi)電池(chi)(chi)中的另一個重要組成部(bu)分，它負(fu)責存儲和(he)釋(shi)放鈉(na)(na)(na)離子(zi)的電極(ji)。目前常(chang)用的負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)有(you)碳材(cai)(cai)料(liao)、金(jin)屬(shu)鈉(na)(na)(na)和(he)鈉(na)(na)(na)合(he)(he)金(jin)。碳材(cai)(cai)料(liao)是(shi)一種(zhong)優良的負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)，具有(you)較(jiao)高的鈉(na)(na)(na)離子(zi)嵌入(ru)和(he)脫(tuo)出能(neng)(neng)力。金(jin)屬(shu)鈉(na)(na)(na)是(shi)一種(zhong)常(chang)用的負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)，具有(you)較(jiao)高的電導率和(he)較(jiao)好(hao)的循(xun)環性能(neng)(neng)。鈉(na)(na)(na)合(he)(he)金(jin)是(shi)一種(zhong)新型的負(fu)極(ji)材(cai)(cai)料(liao)，可以提高鈉(na)(na)(na)離子(zi)電池(chi)(chi)的能(neng)(neng)量密度和(he)循(xun)環壽命。

3、電解質

電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)是鈉(na)離(li)(li)子(zi)電(dian)(dian)池中(zhong)起到傳(chuan)遞離(li)(li)子(zi)的(de)(de)作(zuo)用(yong)的(de)(de)重要組成(cheng)部分。目(mu)前常用(yong)的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)有有機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)和(he)無(wu)機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)。有機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)是指由(you)有機溶劑和(he)鈉(na)鹽組成(cheng)的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)，具有較(jiao)(jiao)高的(de)(de)離(li)(li)子(zi)傳(chuan)導性(xing)(xing)能和(he)較(jiao)(jiao)好的(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)。無(wu)機電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)是指由(you)無(wu)機鹽和(he)溶劑組成(cheng)的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)，具有較(jiao)(jiao)高的(de)(de)離(li)(li)子(zi)傳(chuan)導性(xing)(xing)能和(he)較(jiao)(jiao)好的(de)(de)熱穩定(ding)性(xing)(xing)。電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)選(xuan)擇(ze)對鈉(na)離(li)(li)子(zi)電(dian)(dian)池的(de)(de)性(xing)(xing)能和(he)安全性(xing)(xing)有著重要影響(xiang)。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中的(de)(de)(de)另(ling)一(yi)個(ge)重(zhong)要組成部分，它起到隔(ge)離(li)正極和(he)負極的(de)(de)(de)作用，防(fang)止鈉離(li)子(zi)和(he)電(dian)子(zi)的(de)(de)(de)直接接觸。目前(qian)常用的(de)(de)(de)隔(ge)膜(mo)有聚(ju)合物隔(ge)膜(mo)和(he)陶(tao)瓷隔(ge)膜(mo)。聚(ju)合物隔(ge)膜(mo)具有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)離(li)子(zi)傳導(dao)性(xing)(xing)能和(he)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)機械(xie)性(xing)(xing)能，但在高(gao)溫(wen)下容(rong)易失效。陶(tao)瓷隔(ge)膜(mo)具有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)熱穩定性(xing)(xing)和(he)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)機械(xie)性(xing)(xing)能，但離(li)子(zi)傳導(dao)性(xing)(xing)能較(jiao)差(cha)。隔(ge)膜(mo)的(de)(de)(de)選擇對鈉離(li)子(zi)電(dian)池的(de)(de)(de)循(xun)環(huan)壽命和(he)安全性(xing)(xing)有著重(zhong)要影響。