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。2022年度化學領(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）來存儲和釋放電能。

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極間移動來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”電化學充放電行為。

鈉離子電池在充電過程中，鈉離子從陰極脫出并嵌入陽極，同時電子通過外部電路，嵌入陽極的鈉離子越多，充電容量越高；放電時，發(fā)生相反的過程，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。鈉離子多價材料是指可以通過氧化還原反應實現(xiàn)鈉離子的多價變化的材料，如鈉離子多價過渡金屬氧化物。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、負極材料

負極材料是鈉離子電池中的另一個重要組成部分，它負責存儲和釋放鈉離子的電極。目前常用的負極材料有碳材料、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極材料，具有較高的電導率和較好的循環(huán)性能。鈉合金是一種新型的負極材料，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)有有機電解質(zhì)和無機電解質(zhì)。有機電解質(zhì)是指由有機溶劑和鈉鹽組成的電解質(zhì)，具有較高的離子傳導性能和較好的穩(wěn)定性。無機電解質(zhì)是指由無機鹽和溶劑組成的電解質(zhì)，具有較高的離子傳導性能和較好的熱穩(wěn)定性。電解質(zhì)的選擇對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重要組成部分，它起到隔離正極和負極的作用，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性能和較好的機械性能，但在高溫下容易失效。陶瓷隔膜具有較高的熱穩(wěn)定性和較好的機械性能，但離子傳導性能較差。隔膜的選擇對鈉離子電池的循環(huán)壽命和安全性有著重要影響。