钠离子电池

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阳极：Na0.44MnO2
电解液：Na2SO4，中性水溶液
隔膜：无纺布
成本：锂离子电池的1/3 循环5000次电容量保持率为85%
钠离子电池研究背景及发展
中科院制造的钠离子电池
理论能量密度达180wh/kg
钠离子电池研究背景及发展
东京理科大学制造的钠离子电池
总结
钠离子电池的发展前景
钠离子电池比能量高，自放电小，循环寿命长，几乎没有 记忆效应，而且钠离子电池拥有比锂离子电池更低廉的价 格，以及更丰富的储量，并且，钠离子的安全性能也非常 好，所以钠离子电池很有可能在未来取代锂离子电池。
自放电
记忆效应 储量√
钠离子电池研究背景及发展
虽然锂电池性能优异，但锂的储量并不丰富。 钠是锂的同族元素，具有与锂相近的化学性质。 钠的价格相对低廉，且钠的储量非常丰富。 钠的还原电势-2.712V，锂的还原电势-3.045V。 钠的各项指标与锂都很相近，也决定的钠电池研 发的可能性。
钠离子电池研究背景及发展
各种便携电池性能的比较 自 放 电 循环寿命 率 无 5 0 0 0 次 （85%） 6 0 0 次 （80%） 5 0 0 次 （80%） 5 0 0 次 （80%） 3 0 0 次 （80%） 抗过充性 能 与电极材 料有关 弱
种类
能量密度
记忆效应
钠离子电 180wh/kg 池 锂离子电 150wh/kg 池
钠电池的工作原理 与锂离子电池的工作原理类似，钠离子电池同样是一种嵌脱式电池， 充电时钠离子从阳极脱嵌进入阴极，放电时钠离子从阴极进入阳极。 外电路电子从负极进入阳极钠离子被还原成钠。
钠离子电池研究背景及发展
钠离子电池的研究重点 1.阳极材料、阴极材料及电解液的制备与选择。 2.提高钠离子电池的电动势。 3.降低成本。 4.更高的性能及寿命。 5.环境友好。
钠离子电池研究背景及发展
阳极材料、阴极材料及电解液的制备与选择
由于钠位于锂的下一个周期，所以钠拥有比锂更大的半径，大于比锂 的半径大 70%，这就导致钠离子在阴极与阳极之间进行嵌入以及脱嵌 要比锂更难。所以电极需要具备的条件有。 1ຫໍສະໝຸດ Baidu良好的扩散通道一遍钠离子能够快速转移。
2.拥有较高的嵌钠量，以获得较高的电容量。
几乎没有
5%/月
几乎没有
镍氢电池
70wh/kg
30%/月
20%/月 5%/月
弱
较强
镍镉电池
50wh/kg
很强 几乎没 有
强
铅酸蓄电 27wh/kg 池
强
钠离子电池研究背景及发展 钠离子电池
能量密度 循环次数 5000√ 电势 成本（锂电的1/3）√
VS
锂离子电池
能量密度 循环次数 600×
电势
成本× 自放电 记忆效应 储量×
钛基阴极材料
生长在不同Ti基体上的TiO2
钠合金阴极材料
钠离子电池研究背景及发展
钠离子电池的电解液
电解液的选择应该满足以下条件：热稳定性能好，不易发生分解；溶 液中的离子导电率高；有宽的电化学窗口等。
其分类有以下两种
1.有机溶剂电解液 2.凝胶聚合物电解液
钠离子电池研究背景及发展
美国Aquion Energy公司生产的钠离子电池 阴极：价格低廉的活性炭，具有很高的电容效应。
化学电源的后起之秀
钠离子电池
目录
1.便携化学电源的现状 2.几种常用电池性能的比对
3.钠离子电池研究背景及发展
4.总结
便携化学电源的现状
常见便携化学电源的的种类
一次电池
碱性锌锰干电池
锌锰电池
银锌电池
等等。
便携化学电源的现状
二次电 池
铅蓄电 池
等等。
镍镉电 池
镍氢电 池
锂离子电 池
几种常用电池性能的比对
3.电极电位受嵌钠量的影响要小。 4.良好的化学稳定性，以保证循环寿命。
钠离子电池研究背景及发展
几种已经研发出的电极材料
钠离子电池研究背景及发展
阳极材料种类 1.氧化物型
钠离子电池研究背景及发展
2.聚阴离子型 磷酸盐材料 氟磷酸盐材料
钠超离子导体材料
钠离子电池研究背景及发展
阴极材料 碳基阴极材料