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(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作，與鋰離子電池工作原理相似,。2022年度化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)之一 ,。新款18650鈉離子電池，就借助了鈉離子轉(zhuǎn)移（而不是鋰離子）來(lái)存儲(chǔ)和釋放電能,。

鈉離子電池的工作原理

鈉離子電池是一種依靠鈉離子在正負(fù)極間移動(dòng)來(lái)完成充放電工作的二次電池,，與已被廣泛使用的鋰離子電池的工作原理與結(jié)構(gòu)相似。鈉和鋰屬同一主族元素,，在電池工作中均表現(xiàn)出相似的“搖椅式”電化學(xué)充放電行為,。

鈉離子電池在充電過(guò)程中，鈉離子從陰極脫出并嵌入陽(yáng)極,，同時(shí)電子通過(guò)外部電路,，嵌入陽(yáng)極的鈉離子越多，充電容量越高,；放電時(shí),，發(fā)生相反的過(guò)程，回到正極的鈉離子越多,，放電容量越高,。

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(fù)責(zé)儲(chǔ)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(jià)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。鈉離子合金材料是指可以與鈉形成合金的材料,，如鈉金屬和鈉合金,。鈉離子多價(jià)材料是指可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)鈉離子的多價(jià)變化的材料，如鈉離子多價(jià)過(guò)渡金屬氧化物,。這些正極材料具有較高的容量和較好的循環(huán)性能,，是鈉離子電池的重要組成部分,。

2、負(fù)極材料

負(fù)極材料是鈉離子電池中的另一個(gè)重要組成部分,，它負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和釋放鈉離子的電極,。目前常用的負(fù)極材料有碳材料、金屬鈉和鈉合金,。碳材料是一種優(yōu)良的負(fù)極材料,，具有較高的鈉離子嵌入和脫出能力。金屬鈉是一種常用的負(fù)極材料,，具有較高的電導(dǎo)率和較好的循環(huán)性能,。鈉合金是一種新型的負(fù)極材料，可以提高鈉離子電池的能量密度和循環(huán)壽命,。

3,、電解質(zhì)

電解質(zhì)是鈉離子電池中起到傳遞離子的作用的重要組成部分。目前常用的電解質(zhì)有有機(jī)電解質(zhì)和無(wú)機(jī)電解質(zhì),。有機(jī)電解質(zhì)是指由有機(jī)溶劑和鈉鹽組成的電解質(zhì),，具有較高的離子傳導(dǎo)性能和較好的穩(wěn)定性。無(wú)機(jī)電解質(zhì)是指由無(wú)機(jī)鹽和溶劑組成的電解質(zhì),，具有較高的離子傳導(dǎo)性能和較好的熱穩(wěn)定性,。電解質(zhì)的選擇對(duì)鈉離子電池的性能和安全性有著重要影響。

4,、隔膜

隔膜是鈉離子電池中的另一個(gè)重要組成部分,，它起到隔離正極和負(fù)極的作用，防止鈉離子和電子的直接接觸,。目前常用的隔膜有聚合物隔膜和陶瓷隔膜,。聚合物隔膜具有較高的離子傳導(dǎo)性能和較好的機(jī)械性能，但在高溫下容易失效,。陶瓷隔膜具有較高的熱穩(wěn)定性和較好的機(jī)械性能,，但離子傳導(dǎo)性能較差。隔膜的選擇對(duì)鈉離子電池的循環(huán)壽命和安全性有著重要影響,。