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似(si)。2022年度(du)化學(xue)領(ling)域十大新興技(ji)術(shu)之一 。新款(kuan)18650鈉(na)離(li)子電池，就借(jie)助了(le)鈉(na)離(li)子轉移(yi)（而不是鋰離(li)子）來存儲和釋(shi)放(fang)電能。

鈉離子電池的工作原理

鈉離子電(dian)(dian)池(chi)是(shi)一種依靠(kao)鈉離子在正負極(ji)間移動(dong)來完成充(chong)(chong)放電(dian)(dian)工(gong)作的二次電(dian)(dian)池(chi)，與已被廣泛使(shi)用(yong)的鋰離子電(dian)(dian)池(chi)的工(gong)作原理與結構相似(si)。鈉和鋰屬同一主(zhu)族元素，在電(dian)(dian)池(chi)工(gong)作中均表現出(chu)相似(si)的“搖椅式”電(dian)(dian)化(hua)學充(chong)(chong)放電(dian)(dian)行為。

鈉離(li)子(zi)電(dian)池在充電(dian)過(guo)程中(zhong)，鈉離(li)子(zi)從陰極脫出并嵌入陽極，同時電(dian)子(zi)通過(guo)外部電(dian)路，嵌入陽極的(de)(de)鈉離(li)子(zi)越多，充電(dian)容量(liang)越高；放電(dian)時，發生相反的(de)(de)過(guo)程，回到正(zheng)極的(de)(de)鈉離(li)子(zi)越多，放電(dian)容量(liang)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(zi)(zi)合(he)金(jin)材料(liao)(liao)是(shi)指(zhi)可以(yi)與(yu)鈉(na)(na)(na)(na)形成(cheng)合(he)金(jin)的(de)材料(liao)(liao)，如(ru)鈉(na)(na)(na)(na)金(jin)屬和鈉(na)(na)(na)(na)合(he)金(jin)。鈉(na)(na)(na)(na)離(li)子(zi)(zi)多(duo)價(jia)材料(liao)(liao)是(shi)指(zhi)可以(yi)通過(guo)氧化(hua)(hua)還原反應(ying)實(shi)現(xian)鈉(na)(na)(na)(na)離(li)子(zi)(zi)的(de)多(duo)價(jia)變(bian)化(hua)(hua)的(de)材料(liao)(liao)，如(ru)鈉(na)(na)(na)(na)離(li)子(zi)(zi)多(duo)價(jia)過(guo)渡(du)金(jin)屬氧化(hua)(hua)物。這些(xie)正極(ji)材料(liao)(liao)具有較(jiao)高(gao)的(de)容量和較(jiao)好(hao)的(de)循環性能，是(shi)鈉(na)(na)(na)(na)離(li)子(zi)(zi)電池(chi)的(de)重要組成(cheng)部分。

2、負極材料

負(fu)(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料是(shi)(shi)(shi)鈉(na)(na)離子電池中的(de)另(ling)一個重要組成(cheng)部分，它負(fu)(fu)責(ze)存儲(chu)和(he)(he)釋放(fang)鈉(na)(na)離子的(de)電極(ji)。目前常用的(de)負(fu)(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料有(you)(you)碳(tan)材(cai)(cai)(cai)(cai)料、金屬鈉(na)(na)和(he)(he)鈉(na)(na)合金。碳(tan)材(cai)(cai)(cai)(cai)料是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)優良的(de)負(fu)(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料，具有(you)(you)較高的(de)鈉(na)(na)離子嵌(qian)入和(he)(he)脫出(chu)能(neng)力(li)。金屬鈉(na)(na)是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)常用的(de)負(fu)(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料，具有(you)(you)較高的(de)電導率和(he)(he)較好的(de)循環(huan)性能(neng)。鈉(na)(na)合金是(shi)(shi)(shi)一種(zhong)新型的(de)負(fu)(fu)極(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料，可以提高鈉(na)(na)離子電池的(de)能(neng)量密度(du)和(he)(he)循環(huan)壽命。

3、電解質

電(dian)解(jie)質(zhi)是鈉(na)離(li)子(zi)電(dian)池中(zhong)起到傳(chuan)遞離(li)子(zi)的(de)(de)(de)作用的(de)(de)(de)重要組(zu)成(cheng)部分。目前常用的(de)(de)(de)電(dian)解(jie)質(zhi)有(you)有(you)機(ji)電(dian)解(jie)質(zhi)和(he)無(wu)機(ji)電(dian)解(jie)質(zhi)。有(you)機(ji)電(dian)解(jie)質(zhi)是指由有(you)機(ji)溶劑和(he)鈉(na)鹽(yan)(yan)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)電(dian)解(jie)質(zhi)，具有(you)較高的(de)(de)(de)離(li)子(zi)傳(chuan)導(dao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)較好的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)。無(wu)機(ji)電(dian)解(jie)質(zhi)是指由無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)和(he)溶劑組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)電(dian)解(jie)質(zhi)，具有(you)較高的(de)(de)(de)離(li)子(zi)傳(chuan)導(dao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)較好的(de)(de)(de)熱穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)。電(dian)解(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)選擇對鈉(na)離(li)子(zi)電(dian)池的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)安(an)全性(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)著重要影響。

4、隔膜

隔膜是鈉離子電池中的(de)(de)另一個重要(yao)組成(cheng)部(bu)分(fen)，它(ta)起到隔(ge)(ge)離(li)正極和(he)(he)(he)(he)負極的(de)(de)作用，防止(zhi)鈉(na)離(li)子和(he)(he)(he)(he)電子的(de)(de)直接(jie)接(jie)觸。目前常用的(de)(de)隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)(mo)有(you)聚(ju)合物隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)(mo)和(he)(he)(he)(he)陶瓷(ci)隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)(mo)。聚(ju)合物隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)(mo)具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)離(li)子傳導(dao)性能和(he)(he)(he)(he)較(jiao)好(hao)的(de)(de)機(ji)械性能，但在(zai)高(gao)(gao)溫下容(rong)易失效。陶瓷(ci)隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)(mo)具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)熱穩(wen)定性和(he)(he)(he)(he)較(jiao)好(hao)的(de)(de)機(ji)械性能，但離(li)子傳導(dao)性能較(jiao)差。隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)選擇對鈉(na)離(li)子電池的(de)(de)循環壽命和(he)(he)(he)(he)安全性有(you)著(zhu)重要(yao)影響。