钠离子电池特性分析文献综述
2020-05-23 16:21:56
文 献 综 述 一 研究背景 锂离子电池动力系统具有能量密度高、循环寿命长和无污染等优点,已经成为电池产业化市场的主流,并已经开始应用于各种电子设备和汽车产业[1-4]。
但由于锂的资源限制和价格的上涨让研究者担忧[5-7]。
所以,不少研究者尝试寻找新的正极材料来替代锂,经过长时间的研究,钠离子被认为是锂离子电池最好的替代品。
依据目前的研究进展[8-11],钠离子电池与锂离子电池相比有3个突出优势:a)原料资源丰富,成本低廉,分布广泛;b)钠离子电池的半电池电势较锂离子电势高0.3~0.4 V,即能利用分解电势更低的电解质溶剂及电解质盐,电解质的选择范围更宽;c)钠电池有相对稳定的电化学性能,使用更加安全。
因为钠的资源非常丰富,在价格方面占有很大的优势,因此有关钠离子电池的科学研究价值凸现了出来。
因为钠与锂在元素周期表中处于同一主族而且相邻,如表1[12]所示,它们具有很多相似的化学性质。
在这里,钠离子电池和锂离子电池的工作的基本原理是相似的,因此钠离子电池的负极材料的研究可以借鉴多年来锂离子电池的负极材料发展的研究成果[13-18]。
钠离子电池电压与理论容量的关系如图1所示[14]。
同时在研究电池的动力系统时,比能量密度的大小是电池系统中至关重要的一部分。
电池的能量密度和寿命等性能主要由其电极材料决定,因此钠离子电池发展面临的主要挑战仍是开发和研究综合性能高的电极材料。