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钠离子电池的定义和结构组成

2023.3.20

钠离子电池,是一种二次电池,主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似,两者都被称为“摇椅式”电池。

 

钠离子电池的主要构成为正极、负极、隔膜、电解液和集流体,其中正极和负极材料的结构和性能决定着整个电池的储钠性能。正负极之间通过隔膜隔开防止短路,电解液浸润正负极作为离子流通的介质,集流体起到收集和传输电子的作用。充电时,Na+从正极脱出,经电解液穿过隔膜嵌入负极,使正极处于高电势的贫钠态,负极处于低电势的富钠态。放电过程则与之相反,Na+从负极脱出,经由电解液穿过隔膜重新嵌入到正极材料中,使正极恢复到富钠态。为保持电荷平衡,充放电过程中有相同数量的电子经外电路传递,与 Na+一起在正负极间迁移,使正负极发生氧化和还原反应。钠离子电池工作原理与锂离子基本类似,这也给钠电池的产业化打下良好基础。

 

(1)正极材料:层状过渡金属氧化物 vs 普鲁士类化合物 vs 聚阴离子化合物

(2)负极材料:优选碳基材料

(3)电解液与隔膜:近似锂电

(4)集流体:使用铝箔,成本远低于锂电

 


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