什么是鈉離子電池?隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成,比如鈉離子電池。
在這一階段,最高效的二次電池是鋰離子電池,它已廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備,交通運輸,航空航天和其他領(lǐng)域。 但是,隨著能源利用率的提高,鋰的少量儲量和高價格變得尤為尷尬。 鈉和鋰的物理和化學性質(zhì)相似,并且具有相似的儲能效果。 此外,地殼中的鈉含量很高,價格遠低于金屬鋰。 因此,它比鋰離子電池具有更大的發(fā)展前景。
鈉離子電池中使用的電極材料主要是鈉鹽,它比鋰鹽更豐富,更便宜。 由于鈉離子比鋰離子大,因此當對重量和能量密度的要求不高時,鈉離子電池是一種經(jīng)濟高效的選擇。
目前應(yīng)用與鈉離子電池的二維材料重要是鈉基層狀NaxMO4(M=Co、Mn、V、Fe等)。由于電化學活性高,易于電解液離子的脫欠和吸附,因此表現(xiàn)出最佳的電化學儲鈉效果。因此,二維鈉基層狀NaxMO4一度成為鈉離子電池正極電極材料的研究熱點。其中,作為鋰離子電池正極的層狀NaV6O15由于在鋰離子電池中的出色電化學儲能性能,被應(yīng)用于鈉離子電池正極。
對于鈉離子電池,對正極材料的研究可謂競爭激烈。陰極材料不僅是改善鈉離子電池性能的戰(zhàn)場,還是限制鈉離子電池成本的瓶頸。目前,關(guān)于鈉離子電池的層狀正極材料的研究很多,但大多數(shù)都含有過渡金屬鎳(Ni)或Co。Ni和Co是鋰離子電池正極材料中廣泛使用的元素,也用于鈉中離子電池。降低成本的空間有限,因此Ni和Co并不是鈉離子電池正極材料的首選元素。
由于鈉離子電池沒有過放電特性,因此允許鈉離子電池放電至零伏。鈉離子電池的能量密度大于100Wh / kg,可與磷酸鋰鐵電池相比,但其成本優(yōu)勢明顯,有望在大規(guī)模儲能中替代傳統(tǒng)鉛酸電池。
作為自然界中儲量非常豐富的元素,碳便宜且易于獲得,并且已被廣泛認可為鈉離子電池的負極材料。根據(jù)石墨化程度,碳材料可分為兩類:類石墨碳和無定形碳。其中,屬于非晶碳的硬碳具有高達300mAh / g的比鈉儲存容量,而石墨化程度高的碳材料具有大的比表面積和強的有序性,這使得庫侖效率極高。低。很難滿足商業(yè)應(yīng)用。
鈉離子電池和鋰離子電池具有相似的工作原理,但是鋰離子電池的發(fā)展相對成熟。目前,借鑒鋰離子電池正極的相關(guān)經(jīng)驗來制備相應(yīng)的鈉離子電池正極材料已成為一種主要的研究方法,并在一定程度上證明了電池的性能。
在研究設(shè)計過程中,一定會有這樣或著那樣的問題,這就需要我們的科研工作者在設(shè)計過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗,這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。