1. 钠离子电池简介 钠离子电池具有价格低廉、资源丰富、环境友好、电化学性能稳定等优点。

钠离子电池主要由正极、负极、电解液等组成，电池的电化学性能取决于其储钠正极材料、负极材料，而相应的负极材料是核心组成部分[1]。

所以，人们研究的重点是找出合适的钠离子电池负极材料。

2. 钠离子电池工作原理 钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理和储能机理，如图1所示，钠离子电池在充放电过程中，钠离子在正负电极之间可逆地穿梭引起电极电势的变化而实现电能的储存与释放，是典型的”摇摆式”储能机理[2,3]。

充电时，钠离子从正极活性材料晶格中脱出，正极电极电势升高，同时钠离子进一步在电解液中迁移至负极表面并嵌人负极活性材料晶格中，在该过程中电子则由外电路从正极流向负极，引起负极电极电势降低，从而使得正负极之间电压差升高而实现钠离子电池的充电；放电时，钠离子和电子的迁移则与之相反，钠离子从负极脱出经电解液后重新嵌人正极活性材料晶格中，电子则经由外电路从负极流向正极，为外电路连接的用电设备提供能量做功，完成电池的放电和能量释放。

图1 钠离子电池工作原理图 3. 钠离子负极材料 作为钠离子电池的重要组成部分，不同的负极材料，其充放电机理也不相同，其性能差别较大，对钠离子电池的性能发挥影响很大。

1) 碳基材料 石墨是主要的碳基材料，而且其早已广泛应用于锂离子电池领域，鉴于在锂离子电池领域的成功应用，碳基材料也被广泛研究作为潜在的钠离子电池负极材料[4]。

但是，钠离子与石墨层间的相互作用比较小，所以钠离子更倾向于在电极材料表而沉积而不是插入石墨层之间；同时由于钠离子半径较大，使得钠离子不能很好地插人石墨较小的层间，所以研究者认为石墨不适合做钠离子电池的负极材料。

纳米碳材料比石墨的结构更加复杂，拥有更多的活性位点，特别是碳纳米线和纳米管具有良好的结构稳定性和优良的导电性，而且纳米材料拥有较大的比表面积，可以有效减小离子的扩散路径，因此纳米结构的碳基材料能有效改善电化学性能。

所以，纳米碳材料是合适的钠离子负极材料[5-7]。