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          鈉離子電池是什么電池?鈉離子電池的工作原理和優(yōu)勢

          2021-08-03 09:09:30來源:OFweek鋰電網(wǎng) 關(guān)鍵詞:鈉離子電池充電電池閱讀量:24167

          導(dǎo)讀:鈉離子電池是一種二次電池,主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動來工作,與鋰離子電池工作原理相似。
            鈉離子電池(Sodium-ion battery),是一種二次電池(充電電池),主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動來工作,與鋰離子電池工作原理相似。
           
            鈉離子電池的工作原理
           
            鈉離子電池在充放電過程中,Na+在兩個電極之間往返嵌入和脫出:充電時,Na+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極;放電時則相反。新款18650鈉離子電池,借助了鈉離子轉(zhuǎn)移(而不是鋰離子)來存儲和釋放電能。
           
            鈉離子電池的優(yōu)勢
           
            研究人員將這種特定的材料定位商業(yè)機(jī)密,LITEN合作研究員指出:“其能量密度可與磷酸鐵鋰等鋰離子電池相匹敵”。
           
            鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽,相較于鋰鹽而言儲量更豐富,價格更低廉。由于鈉離子比鋰離子更大,所以當(dāng)對重量和能量密度要求不高時,鈉離子電池是一種劃算的替代品。 與鋰離子電池相比,鈉離子電池具有的優(yōu)勢有:
           
            1、鈉鹽原材料儲量豐富,價格低廉,采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料,原料成本降低一半;
           
            2、由于鈉鹽特性,允許使用低濃度電解液(同樣濃度電解液,鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液20%左右)降低成本;
           
            3、鈉離子不與鋁形成合金,負(fù)極可采用鋁箔作為集流體,可以進(jìn)一步降低成本8%左右,降低重量10%左右;
           
            4、由于鈉離子電池?zé)o過放電特性,允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg,可與磷酸鐵鋰電池相媲美,但是其成本優(yōu)勢明顯,有望在大規(guī)模儲能中取代傳統(tǒng)鉛酸電池。
           
            鈉離子電池研究最早開始于上世紀(jì)八十年代前后,早期被設(shè)計開發(fā)出來的電極材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2電化學(xué)性能不理想,發(fā)展很緩慢。尋找合適的鈉離子電極材料是鈉離子儲能電池實現(xiàn)實際應(yīng)用的關(guān)鍵之一。
           
            2010年以來,根據(jù)鈉離子電池特點設(shè)計開發(fā)了一系列正負(fù)極材料,在容量和循環(huán)壽命方面有很大提升,如作為負(fù)極的硬碳材料、過渡金屬及其合金類化合物,作為正極的聚陰離子類、普魯士藍(lán)類、氧化物類材料,特別是層狀結(jié)構(gòu)的NaxMO2(M= Fe、Mn、Co、V、Ti)及其二元、三元材料展現(xiàn)了很好的充放電比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。
           
            (原標(biāo)題:鈉離子電池是什么電池?鈉離子電池的工作原理和優(yōu)勢)
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