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相(xiang)似(si)。2022年度化學領(ling)域十大新興技術之一 。新款(kuan)18650鈉離(li)子(zi)(zi)電(dian)池，就借助了鈉離(li)子(zi)(zi)轉移(yi)（而不是鋰(li)離(li)子(zi)(zi)）來存儲和釋(shi)放電(dian)能。

鈉離子電池的工作原理

鈉離(li)子(zi)電池(chi)是一種依靠鈉離(li)子(zi)在正(zheng)負極(ji)間移(yi)動來(lai)完成充放電工(gong)作(zuo)的(de)二次(ci)電池(chi)，與已被廣(guang)泛使用的(de)鋰(li)離(li)子(zi)電池(chi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理與結構(gou)相似(si)。鈉和鋰(li)屬同一主族(zu)元素，在電池(chi)工(gong)作(zuo)中均表現(xian)出相似(si)的(de)“搖(yao)椅式”電化學充放電行為。

鈉(na)離子(zi)電(dian)池在充(chong)(chong)電(dian)過(guo)程中，鈉(na)離子(zi)從陰極(ji)(ji)脫(tuo)出并嵌入陽極(ji)(ji)，同時電(dian)子(zi)通過(guo)外部電(dian)路，嵌入陽極(ji)(ji)的(de)鈉(na)離子(zi)越多(duo)，充(chong)(chong)電(dian)容量越高(gao)；放(fang)電(dian)時，發(fa)生相反的(de)過(guo)程，回到(dao)正極(ji)(ji)的(de)鈉(na)離子(zi)越多(duo)，放(fang)電(dian)容量越高(gao)。

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)子合(he)(he)金(jin)材(cai)料是指(zhi)可以(yi)與鈉(na)(na)形(xing)成合(he)(he)金(jin)的(de)材(cai)料，如鈉(na)(na)金(jin)屬和(he)鈉(na)(na)合(he)(he)金(jin)。鈉(na)(na)離(li)子多(duo)價材(cai)料是指(zhi)可以(yi)通過氧化還原反應實現鈉(na)(na)離(li)子的(de)多(duo)價變化的(de)材(cai)料，如鈉(na)(na)離(li)子多(duo)價過渡(du)金(jin)屬氧化物。這些正極(ji)材(cai)料具有較高的(de)容量(liang)和(he)較好的(de)循(xun)環性能，是鈉(na)(na)離(li)子電池的(de)重要組成部分。

2、負極材料

負(fu)極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)是鈉(na)(na)(na)離子電(dian)池(chi)中的(de)(de)(de)另一(yi)(yi)個重要(yao)組成部分，它(ta)負(fu)責存儲(chu)和釋放鈉(na)(na)(na)離子的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)。目前常用的(de)(de)(de)負(fu)極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)有碳材(cai)(cai)料(liao)(liao)、金(jin)屬(shu)鈉(na)(na)(na)和鈉(na)(na)(na)合金(jin)。碳材(cai)(cai)料(liao)(liao)是一(yi)(yi)種優良的(de)(de)(de)負(fu)極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，具(ju)有較高的(de)(de)(de)鈉(na)(na)(na)離子嵌(qian)入和脫出能力。金(jin)屬(shu)鈉(na)(na)(na)是一(yi)(yi)種常用的(de)(de)(de)負(fu)極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，具(ju)有較高的(de)(de)(de)電(dian)導率和較好的(de)(de)(de)循環性能。鈉(na)(na)(na)合金(jin)是一(yi)(yi)種新型(xing)的(de)(de)(de)負(fu)極(ji)(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，可以(yi)提高鈉(na)(na)(na)離子電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)能量密度和循環壽命。

3、電解質

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)是鈉(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池中(zhong)起到傳遞離(li)子(zi)的(de)作(zuo)用(yong)的(de)重要組(zu)成部分。目(mu)前常用(yong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)有(you)(you)有(you)(you)機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)和(he)(he)(he)(he)無機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)。有(you)(you)機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)是指(zhi)由(you)有(you)(you)機(ji)(ji)溶(rong)劑和(he)(he)(he)(he)鈉(na)鹽組(zu)成的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)，具有(you)(you)較(jiao)高的(de)離(li)子(zi)傳導(dao)性(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)(he)(he)較(jiao)好的(de)穩定性(xing)。無機(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)是指(zhi)由(you)無機(ji)(ji)鹽和(he)(he)(he)(he)溶(rong)劑組(zu)成的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)，具有(you)(you)較(jiao)高的(de)離(li)子(zi)傳導(dao)性(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)(he)(he)較(jiao)好的(de)熱穩定性(xing)。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)的(de)選(xuan)擇(ze)對鈉(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)性(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)(he)(he)安全性(xing)有(you)(you)著重要影響。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中的(de)另一個重要組(zu)成部分，它起到隔(ge)(ge)(ge)離正極(ji)和(he)(he)負極(ji)的(de)作(zuo)用(yong)，防(fang)止(zhi)鈉離子(zi)(zi)和(he)(he)電(dian)子(zi)(zi)的(de)直接接觸。目前常用(yong)的(de)隔(ge)(ge)(ge)膜(mo)有(you)聚合(he)物隔(ge)(ge)(ge)膜(mo)和(he)(he)陶瓷(ci)隔(ge)(ge)(ge)膜(mo)。聚合(he)物隔(ge)(ge)(ge)膜(mo)具有(you)較高(gao)的(de)離子(zi)(zi)傳導性(xing)能和(he)(he)較好的(de)機械性(xing)能，但(dan)在高(gao)溫下容(rong)易失效。陶瓷(ci)隔(ge)(ge)(ge)膜(mo)具有(you)較高(gao)的(de)熱(re)穩(wen)定性(xing)和(he)(he)較好的(de)機械性(xing)能，但(dan)離子(zi)(zi)傳導性(xing)能較差(cha)。隔(ge)(ge)(ge)膜(mo)的(de)選擇對(dui)鈉離子(zi)(zi)電(dian)池的(de)循(xun)環壽(shou)命(ming)和(he)(he)安全性(xing)有(you)著重要影(ying)響。