水系钠离子电池电极材料研究进展
水系锂钠离子电池研究又有新进展
水系锂、钠离子电池研究又有新进展最近，中科院系统的研究所对水系的锂、钠离子电池的研究有了新的成果。
首次提出锂、钠混合离子电解质这一全新理念来构建新型水系离子电池。
实际运行时：该新型电池在充放电过程中，锂离子和钠离子分别仅仅在电池的一极上发生嵌入与脱出，而不是在两极之间进行，这是十分独特的。
但是，它未来的应用范围与现在的手机、电脑、电动车等不同，毕竟是水系电池，在上述范围不是强项。
有关更多的技术数据，目前并不十分清楚。
也许它的强项是电网储能，或进行海(卤)水中的锂、钠电化学分离。
下面介绍这一动向：近年来，可再生能源在世界范围内得到迅速发展，而大规模储能技术是解决可再生能源并网发电的关键核心技术。
传统的以有机溶剂为电解液的锂离子电池尽管在能量密度上具有优势，但也存在安全性较低和成本较高的问题。
与之相比，水系离子电池具有价格廉价、无环境污染且安全性高等优点，在电网级别的大规模储能体系中具有潜在的重要应用前景。
由于钠资源的相对丰富，钠离子水系电池被认为是下一代水系二次电池的理想选择。
然而，目前适用于水系钠离子电池的电极材料极为匮乏，这成为了阻碍钠离子电池发展的瓶颈。
基于此，中科院宁波某工程实验室陈亮博士首次提出锂、钠混合离子电解质这一全新理念来构建新型水系离子电池。
该类电池的一极采用选择性嵌入/脱嵌锂离子的化合物为活性材料，而另一极则选用对钠离子具有选择性嵌入/脱嵌活性的化合物作为活性材料，同时以Li+/Na+混合离子水溶液作为电解质。
与传统锂离子电池“摇椅式”的工作原理不同，该新型电池在充放电过程中，锂离子和钠离子分别仅在电池的一极上发生嵌入与脱出（如图所示）。
这一全新电池类型既扩宽了现有锂离子电池材料的应用范围，又为钠离子电池发展开辟了新的途径，而且对于丰富储能电池体系具有重要的科学意义。
锂钠混合离子水系电池模型图此外，该新型电池独特的工作方式还使其具有Li+/Na+分离的功能。
通过构建如下图所示的简单反应体系，通过反复的充放电过程即可分别实现对Li+和Na+的富集，与现有的化学分离技术相比操作更为简便且更加绿色环保，因此该技术在海(或卤)水中Li+和Na+的大规模分离方面具有重要的应用前景。
浅谈钠离子电池负极材料的研究进展
浅谈钠离子电池负极材料的研究进展摘要：钠离子电池具有资源丰富、成本低、效率高、化学性能稳定等优点，它是能取代锂离子电池的理想替代品。
介绍了钠离子电池负极材料的研究进展，并对各种负极材料的性能进行了评价。
最后展望了钠离子电池负极材料的发展方向。
关键词：钠离子电池；负极材料；研究1钠离子电池的优势钠离子电池因为其丰富的储量以及低廉的成本，近年来，逐渐成为能源领域的研究热点。
钠和锂属于同一主族，周期相邻，物理化学性质与锂相似，如图1所示，且价格低廉、来源广泛，储量丰富,可以通过简单的化学方法就能制成。
并且在使用方面，也比锂离子电池安全的多，电解液的选择也更加广泛。
以钠相关化合物为原料的二次电池系统在成本上具有很大的优势。
所以，钠离子电池有潜力成为下一代大型储能装置。
图1 钠与锂基本性质对比2钠离子电池基本结构及工作原理锂离子电池的结构与钠离子的结构有些相似，钠离子的结构由正负材料、电解质、隔膜和电池外壳组成。
其中，正极材料会选择电压相对较高且化合物稳定的材料，而负极材料会选择与钠离子性质相似的材料。
钠离子电池通常在有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)等)中，溶解无机钠盐(NaClO4、NaPF4、NaNO3)作为电解液；隔膜采用玻璃纤维且不容易腐蚀的材料。
所以，正极一般是用铝箔，而负极用的是铜箔。
钠离子电池的能量存储和释放，是在钠离子在正负极材料中，不断的进行嵌入和剥离，因而，被人们所称为“摇椅式电池”。
钠离子电池的工作原理如图2所示。
图2 钠离子电池的工作原理3钠离子电池的介绍3.1水系钠离子电池钠离子电池的工作原理与锂离子电池的工作原理相似。
基于摇椅电池机制，钠离子可逆地嵌入并从正负电极中去除。
在电池充电过程中，钠离子从内部电路的正极分离，并通过电解液进入到负极，而电子从正极移动到外部电路的负极。
放电的过程与充电过程相反，钠离子从负极中脱出，通过电解液移动到正极，电子通过外部电路到达负极。
钠离子电池正极材料Na0.44MnO2的研究进展
2017年第36卷第9期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3343·化 工 进展钠离子电池正极材料Na 0.44MnO 2的研究进展史文静，燕永旺，徐守冬，陈良，刘世斌，张鼎（太原理工大学化学化工学院，山西 太原 030024）摘要：钠离子电池的研究开发在国内外处于迅速发展的浪潮中，而具有隧道结构的Na 0.44MnO 2作为正极材料具有既可以支持高能量密度和长循环寿命的非水电解质电池，也可以支持安全和高倍率的水溶液电解质电池的优点，成为一个重要的研究热点。
本文比较系统地综述了Na 0.44MnO 2作为钠离子电池正极材料的研究现状，从晶体结构和充放电机理等方面进行了讨论，重点阐述了Na 0.44MnO 2材料的合成方法以及不同的合成方法对其结构形貌和电化学性能的影响，同时，也介绍了Na 0.44MnO 2材料在全电池和水系电池中的应用现状和前景以及对Na 0.44MnO 2正极材料掺杂和表面包覆等改性方面的研究进展，并且总结分析了改性工艺对其结构与电化学性能的影响，认为Na 0.44MnO 2材料对于钠离子电池仍具有极大的科研价值和应用前景。
关键词:钠离子电池；正极材料；锰酸钠；电化学；合成；纳米材料中图分类号：TM912.9 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）09–3343–10 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0015Research progress of sodium manganate oxide Na 0.44MnO 2 as cathode forsodium-ion batteriesSHI Wenjing ，YAN Yongwang ，XU Shoudong ，CHEN Liang ，LIU Shibin ，ZHANG Ding（College of Chemistry and Chemical Engineering ，Taiyuan University of Technology ，Taiyuan 030024，Shanxi ，China ）Abstract ：Sodium-ion secondary batteries have attracted global attentions nowadays ，and the tunnel-structure-crystalized Na 0.44MnO 2，as one of the main cathode materials ，not only well provides the non-aqueous batteries with high energy density and outstanding cyclic stability ，but also applies promisingly in the safe and high rate aqueous batteries. To summarize the relevant progress ，the crystal structure ，principles of charging and discharging of Na 0.44MnO 2 are discussed with the focus on the synthesis methods and their effects on the structure and electrochemical properties of Na 0.44MnO 2. In addition ，the applications of Na 0.44MnO 2 material in the full-cells and the aqueous batteries and the recent research progress on the doping and coating modification of this material are also briefly introduced. It is concluded that Na 0.44MnO 2 material has great scientific value and application prospects as sodium-ion battery cathode material in the future.Key words ：sodium ion battery ；cathode material ；Na 0.44MnO 2；electrochemistry ；synthesis ；nanomaterials近年来，锂离子电池因其高的能量密度、长的循环寿命[1-2]等优点已被广泛应用在手机、计算机等便携电子设备上，并且逐步应用在电动汽车以及一些储能电站上，这极大地增加了锂资源的需求。
水系钠离子电池研究报告
水系钠离子电池研究报告近年来，随着能源消耗和环境污染的加剧，人们对于可再生能源和环保型能源的需求越来越高。
然而，传统的锂离子电池具有能量密度低、燃烧不安全等缺点，因此研究新型电池技术是当前能源领域的一个重要方向。
水系钠离子电池作为一种新型电池技术，近年来备受研究者关注。
一、水系钠离子电池的概念及发展历程水系钠离子电池是一种以水为介质的钠离子电池。
与传统的锂离子电池相比，水系钠离子电池具有成本低、安全性高、环保等优点。
在水系钠离子电池中，钠离子在电解质中传递，电极则采用可充电的材料，如钠镍钴氧化物（NCO）、钠铁磷酸盐（NFP）等。
钠离子电池的电极材料与锂离子电池的电极材料相似，但由于钠离子的离子半径较大，因此电极材料的稳定性和反应速率需进行优化。
水系钠离子电池的发展历程可以追溯到20世纪70年代。
当时，美国的科学家们首次提出了钠离子电池的概念。
随后，钠离子电池的研究逐渐深入，但由于钠离子的反应速率较慢等问题，一直未能得到广泛应用。
直到近年来，随着电化学技术和材料科学的发展，水系钠离子电池的研究取得了重大进展。
二、水系钠离子电池的优点1. 成本低：钠是地球上较为常见的金属元素之一，因此水系钠离子电池的成本相对较低。
2. 安全性高：钠离子电池采用水作为电解质，因此不会产生燃烧等安全问题。
3. 环保：水系钠离子电池的电解液为水，不会产生污染物。
4. 能量密度高：水系钠离子电池的能量密度可以达到锂离子电池的水平。
三、水系钠离子电池的应用前景由于水系钠离子电池具有成本低、安全性高、环保等优点，因此在能源储存方面具有广泛的应用前景。
1. 储能系统：水系钠离子电池可以用于储能系统，实现电网储能，提高电网稳定性和可靠性。
2. 新能源车辆：水系钠离子电池可以用于新能源车辆的动力系统，实现电动汽车的长续航里程和快速充电。
3. 太阳能和风能储存：水系钠离子电池可以用于太阳能和风能的储存，实现可再生能源的高效利用。
四、水系钠离子电池的挑战和解决方案尽管水系钠离子电池具有许多优点，但也面临着一些技术挑战。
钠离子电池技术研究的新进展
钠离子电池技术研究的新进展
近年来，钠离子电池技术在以下几个方面取得了新的进展：
1.材料研究：
钠离子电池的电极材料是关键因素之一、过去，锂离子电池使用的钠离子电池材料往往不能直接应用于钠离子电池。
然而，随着材料研究的深入，一些新型材料如钠离子掺杂氧化锰（NaNi0.5Mn0.5O2）和钠离子掺杂磷酸铁锂（NaNiFePO4）等被发现具有良好的电化学性能和稳定性，为钠离子电池的应用奠定了基础。
2.电解液研究：
电解液是钠离子电池中的另一个关键组成部分。
近年来，研究人员通过对电解液的改进，如使用新型的有机盐和添加剂，成功提高了钠离子电池的离子传导性能和稳定性。
同时，为了提高电池的安全性，一些研究还探索了使用固态电解液替代液态电解液的可能性。
3.电池结构优化：
优化电池结构对于提高钠离子电池性能也是至关重要的。
研究人员通过改变电极和电解液之间的界面结构，如使用新型的复合电极材料或纳米材料、使用导电添加剂等，能够提高电池的电化学性能和循环稳定性。
4.应用领域拓展：
总的来说，钠离子电池技术在材料研究、电解液研究、电池结构优化以及应用领域拓展等方面都取得了新的进展。
然而，与锂离子电池相比，钠离子电池在电化学性能、循环寿命和能量密度等方面仍然有待提高。
因此，未来的研究重点应该放在进一步改进材料、电解液和电池结构，以及
提高钠离子电池的可靠性和安全性上。
随着研究的深入，钠离子电池有望成为一种具有广泛应用前景的新兴能源存储技术。
钠离子电池正极材料研究进展
钠离子电池正极材料研究进展钠离子电池（SIB）作为锂离子电池的替代品，具有丰富的资源、低成本和高能量密度等优势，因此在能源存储领域受到了广泛的关注。
在SIB中，正极材料的选择对电池性能至关重要。
以下是钠离子电池正极材料研究的一些进展。
1.富钠材料富钠材料是目前最常用的钠离子电池正极材料之一、其中包括钠镍钴锰酸盐（NCM）和钠锰酸盐（NMO）。
这些材料具有较高的容量和较好的电化学性能，但其循环寿命相对较低，容量衰减严重。
因此，研究人员致力于改进其循环寿命和稳定性，如通过改变元素配比、添加表面涂层或改变结构等方法来增强其电化学性能。
2.富硅材料富硅材料是另一种被广泛研究的钠离子电池正极材料。
硅具有较高的理论容量，并且丰富、低廉。
然而，硅的体积膨胀特性导致其在充放电过程中易发生结构破坏，从而限制了其应用。
为了解决这个问题，研究人员采用了一系列策略，如纳米结构设计、合金化和包覆等，来提高硅材料的循环寿命和电化学性能。
3.磷酸盐材料磷酸盐材料由于其稳定性、安全性和低成本而备受关注。
目前，研究人员在钠离子电池正极材料中引入了多种磷酸盐材料，如三钠磷酸锰（N3P4）和六钠磷酸锰（Na6P4O12）。
这些材料具有较高的容量和较好的循环寿命，但其能量密度相对较低。
因此，需要进一步研究和改进，以提高其电化学性能。
4.氧化物材料氧化物材料，如氧化钠钛（Na2Ti3O7）和氧化钠铁（NaFeO2），因其稳定性和良好的循环性能备受关注。
这些材料具有较高的反应动力学和稳定性，可用于高功率和长循环寿命的钠离子电池。
此外，氧化物材料还有利于提高电池的安全性能。
总的来说，钠离子电池正极材料的研究进展涵盖了富钠材料、富硅材料、磷酸盐材料和氧化物材料等。
这些材料在提高钠离子电池的能量密度、循环寿命和安全性方面发挥着重要的作用。
随着对钠离子电池的深入研究和快速发展，相信这些材料的性能将得到进一步改善和优化，为更多的应用场景提供可靠的解决方案。
钠离子电池正负极材料研究新进展
钠离子电池正负极材料研究新进展作者：周云来源：《时代汽车》2022年第20期摘要：对钠离子电池正负材料的研究始于20世纪，经历了由盛变衰的转变过程，但与此形成对比的是，钠离子元素明显显示出优势和发展前景。
钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，但其成本更低、也更安全，研究钠离子电池的正负材料尤为重要。
本文对现有钠离子正负材料进行了系统的综述。
首先介绍了各种正负材料的电化学结构和特性，并分析了钠离子电池正负材料的局限性。
钠离子电池储能过程中，较大的离子对材料结构有重要影响，导致能量密度损失，以及由于缓慢的反应动力学造成的功率密度下降。
在此基础上总结了目前的改性方法，如掺杂、镀层等。
通过对改性材料的研究，材料的电化学性能可以得到提高，为今后钠离子电池正负材料的应用奠定基础。
关键词：钠离子电池正负极材料研究进展1 引言具有高能量密度和寿命的锂离子电池已发展成为大规模应用的蓄电池，随着社会经济的发展，需求迅速增长。
未来锂离子电池的成本、开发和应用将受到极大的限制。
目前，全世界研究人员关注的焦点是可以取代锂离子电池，能够大规模生产和应用的电池。
钠离子电池与锂离子电池相似，含有钠离子电池的正极材料非常广泛，包括金属氧化物和氟化物等。
由于钠离子电池容量密度低，研究对象广，钠储量大，成本相对较低，可进行各种实验。
例如，金属氧化物包括单金属氧化物、多金属氧化物等。
在正材料离子钠电池充电实验中，通过电解液提取为负材料，电子也从负极变成正极材料。
放电过程虽然相反，但大体上类似于锂离子电池的嵌入和脱嵌机理。
本文主要分析了常规钠离子电池的一些正负材料及应用前景。
2 钠离子电池的研究背景早在150多年前，铅酸电池就已经开始广泛使用，具有较低的储能成本，没有记忆效应，可靠性高，但其使用寿命较短，能量密度低，污染问题严重。
高温钠硫电池发展了约50年，技术较为成熟。
钒氧化还原元素容量大，寿命长，安全性高，然而在应用过程中会受到低能量密度、高成本和钒毒性等特性的限制。
钠离子电池负极材料的研究进展
钠离子电池负极材料的研究进展张洁;杨占旭【摘要】Sodium ion batteries have attracted tremendous attentions due to its rich resources,low cost,high efficiency and good chemical stability,and can satisfy people's demand for energy in the new era,which are considered a top alternative to lithium-ion batteries.The research progress on sodium ion battery anode materials are reviewed in details in this paper, including carbon-based materials,low voltage metal phosphates,the sodium storage alloys,metal oxides,titanium-based materials,and other negative electrode materials.Then the characteristics of anode materials are discussed.Finally,some future directions for sodium-ion battery anode materials are pointed out.%钠离子电池具有资源丰富、成本低、效率高、化学性能稳定等优点,成为锂离子电池的理想替代品.主要阐述了钠离子电池负极材料的研究进展,包括碳基负极材料、低电压金属磷酸盐负极材料、合金类储钠负极材料、金属氧化物负极材料、钛酸盐类负极材料及其他负极材料,并对各类负极材料的性能进行了评价,最后对钠离子电池负极材料的发展方向做出了展望.【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2016(036)001【总页数】5页(P7-11)【关键词】钠离子电池;负极;碳基材料;合金;金属氧化物【作者】张洁;杨占旭【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TE662;O646.5锂离子电池具有循环性能好、比容量大、可快速充放电、体积小等一系列显著优点，广泛地应用于手机、笔记本电脑等电子设备。