文 献 综 述

1.1电池的背景

电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置，具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置^[1]。电池使用过程电池放电过程，电池放电时在负极上进行氧化反应，向外提供电子，在正极上进行还原反应，从外电路接受电子，电流经外电路而从正极流向负极，利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠。

1.2钠电池的工作原理及发展优势

钠离子电池工作时是利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。充电时，钠离子从正极脱出经过电解质嵌入负极，同时电子的补偿电荷经外电路供给到负极，保证正负极电荷平衡。放电时则相反，钠离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。在正常的充放电情况下，钠离子在正负极间的嵌入脱出不破坏电极材料的基本化学结构^[2]

钠离子电池具有较大的市场竞争优势，依据目前的研究进展，钠离子电池与锂离子电池相比有3个突出优势：①原料资源丰富，成本低廉，分布广泛；②钠离子电池的半电池电势较较锂离子电池电势高0.3-0.4V，即能利用分解电势更低的电解质溶剂及电解质盐^[3]，电解质的选择范围更宽；③钠电池有相对稳定的电化学性能，使用更加安全^[3]。

在目前各种技术中,钠离子电池由于具有工作电压高、容量高、自放电小和循环寿命长等优点而征服了便携式电子市场，并成为电动汽车和大规模储能系统用动力电源的首要选择^[4-6] 但是，随着电动汽车、智能电网时代的真正到来、全球的锂资源将无法有效满足动力锂离子电池的巨大需求，从而将进一步推高与锂相关材料的价格，增大电池成本袁最终阻碍新能源产业的发展^[7-10].因此，钠离子电池的发展显得尤为重要。

1.3负极材料

相对正极材料而言，人们对于钠离子电池负极材料的关注则相对较少。因为单用金属钠作负极时，不仅与金属锂一样受枝晶困扰，而且其熔点仅为97.7℃，无法实现安全应用；而用石墨做负极，由于钠离子在石墨层间迁移需要高能跃迁，脱/嵌困难。所以研究钠离子电池的重要挑战之一就是寻找与之适合的负极材料^[11]。钠离子电池目前研究较多的负极材料主要有碳基材料,金属氧化物,尧合金尧非金属单质和有机化合物等^[12].

据调研显示，2016年国内负极材料的产量为12.25万吨，同比增长68%，负极材料产值为 66.39亿，同比增长64%。从2011年开始，国内负极材料的产量在逐年放量，负极材料的快速增长的原因是国内动力电池同比增长超过50%，带动负极材料尤其是人造石墨的负极材料的快速增长。2017年1月至5月，累计生产负极材料6.236万吨，在下游需求尚可，负极材料生产线进一步确认的情况下，负极材料产量有望进一步增长，达到15万吨以上。