鈉離子電池新型正極材料的發(fā)展或取代鋰離子電池

來源：存能電氣  日期：2020-07-07 16:42  瀏覽量：次

鈉離子電池新型正極材料的發(fā)展或取代鋰離子電池。隨著便攜式電子設(shè)備，電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的迅猛發(fā)展，研究資源豐富、高能效及環(huán)境友好的儲(chǔ)能材料已成為國際上的研究熱點(diǎn)。為滿足規(guī)模龐大的市場(chǎng)需求，電池的安全性、制造成本、能耗以及是否對(duì)環(huán)境造成污染也已成為評(píng)價(jià)電池材料的重要指標(biāo)。目前鋰離子電池的發(fā)展前景比較明朗，但隨著對(duì)鋰資源的過度需求勢(shì)必會(huì)使其面臨短缺的問題。

鈉離子電池新型正極材料的發(fā)展或取代鋰離子電池

對(duì)于鈉離子電池而言，正極材料不僅是提高鈉離子電池性能的戰(zhàn)場(chǎng)，也是限制鈉離子電池成本的一大瓶頸。目前鈉離子電池層狀正極材料大都含過渡金屬鎳(Ni)或Co元素，而Ni和Co是鋰離子電池正極材料中廣泛使用的元素，用到鈉離子電池中其成本下降空間有限，所以Ni和Co不是鈉離子電池正極材料的首選元素；

而且這些材料在空氣中不穩(wěn)定，易吸水或與水-氧氣(二氧化碳)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這無疑會(huì)增加材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸及儲(chǔ)存成本，而且會(huì)對(duì)電池性能帶來影響。因此，要實(shí)現(xiàn)鈉離子電池的實(shí)際應(yīng)用，就必須發(fā)展能夠替代Ni或Co的活性元素及其穩(wěn)定的新型電極材料。

鈉離子電池具有的優(yōu)勢(shì)

1、原料成本低，不使用鋰、鈷等高價(jià)稀有金屬，鈉最大的優(yōu)點(diǎn)是在海水等資源中含量豐富，是“取之不盡”的元素。

2、可以沿用現(xiàn)有的生產(chǎn)工序，鈉離子電池的工作機(jī)制與鋰電池相同，電池企業(yè)的現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備可以直接用來生產(chǎn)鈉離子電池，因?yàn)榛静恍枰O(shè)備投資，所以各家企業(yè)很容易將其作為替代電池開展生產(chǎn)。

3、鈉資源豐富，開采費(fèi)用僅為鋰的百分之一，因而鈉離子電池的研發(fā)成為科研人員爭(zhēng)相“開墾”的領(lǐng)域。而層狀結(jié)構(gòu)的錳酸鈉正極材料具有理論容量高、價(jià)格低廉及來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，使之成為鈉離子電池正極材料的熱門研究對(duì)象。

鈉離子電池正極材料的選取原則

①具有較高的比容量；

②較高的氧化還原電位，且電位受材料嵌鈉量的影響較小；

③良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性；

④具有制備工藝簡(jiǎn)單、資源豐富以及環(huán)境友好等特點(diǎn)。

鈉離子電池正極材料相比較目前廣泛應(yīng)用的鋰離子電池而言，優(yōu)勢(shì)更加突出和明顯，應(yīng)用范圍也更加廣泛，而隨著時(shí)代的發(fā)展，諸如電動(dòng)汽車一類的設(shè)備將離人們的生活越來越近。如何借助對(duì)于鈉離子電池的研究，在動(dòng)力電源方面實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的研究跨越成為當(dāng)下鈉離子電池正極材料做了綜合性的研究。

鈉離子電池的正極和負(fù)極可使用的材料種類繁多，未雨綢繆的進(jìn)行鈉離子電池的開發(fā)勢(shì)在必行。想必在不遠(yuǎn)的將來，高能量密度、高功率密度、高導(dǎo)電性和循環(huán)性的電極材料會(huì)不斷的涌現(xiàn)。屆時(shí)，會(huì)真正有可能將鈉離子電池應(yīng)用到大規(guī)模的儲(chǔ)能，為整個(gè)人類世界“能源”這一經(jīng)久不衰的話題添上濃墨重彩的一筆！