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,浅谈钠离子电池电极材料研究进展,Contents,研究背景,正极材料,负极材料,国外电池材料发展,结论与展望,研究背景,先进的储能系统都普遍采用锂离子电池技术，锂离子电池是发展前景最为明朗的高能电池体系锂资源必将面临短缺问题，锂元素昂贵且地壳中含量少迫切需要开发新型的长寿命储能器件钠离子电池在一定程度上可缓和因锂资源短缺引发的电池发展受限问题,钠离子电池与锂离子电池相比的突出优势：,原料资源丰富易得，成本低廉，分布广泛,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,钠电池有相对稳定的电化学性能，使用更加安全,钠离子电池优势,1,2,3,正极材料,Identity,碳包覆,层状过渡金属氧化物，因其具有可逆的离子脱嵌能力，被广泛用于二次电池电极材料。,1、减少了电解液与活性材料的副反应,Creatiity,1、层状NaxMO2(MCo,Ni,Fe,Mn,V等)正极材料,2、加强了电极的电子电导率而减小了电极的极化,2、聚阴离子型正极材料选择及发展,J.B.Goodenough等合成了具有三维骨架结构的Na+导体Na3Zr2Si2PO12，称为Nasicon,2.1Nasicon型,Li3V2(PO4)3,2.2钒基碱金属氟磷酸,含氟钒基类聚阴离子化合物，如NaVPO4F、Na3V2(PO4)2F3和Na1.5VO4PO4F0.5等,Descriptionofthecontents,(a)3D网状结构,(b)“之”字形链结构,(c)不对称的结构,2.3橄榄石型磷酸铁钠,1、橄榄石Olivine型；2、磷铁钠矿Maricite型,1、层状金属氧化物作为钠离子电池正极材料，普遍具有较高的容量和电压（由于较大的层间距，在某些材料中Na+的迁移速度比Li+要快）,NaFePO4,小结,2、Nasicon材料有一定的高电压，结构热稳定性好，可通过碳包覆掺杂提高容量和倍率性能，具有产业化的前景;,3、橄榄石结构的理论容量高，需要解决循环稳定性的问题；,阴极材料,钠离子脱嵌问题,1、碳基材料,石墨碳,非石墨碳,阴极材料,2、金属或合金材料,金属单质材料,储钠容量大，相较于碳基材料,体积膨胀和粉化,容量快速衰减,将金属单质或者合金与其他材料特别是碳材料进行复合，可显著解决循环性能差的问题,Sn/C复合材料,阴极材料,金属氧化物,过渡金属氧化物具有较高的容量发生可逆的氧化还原反应,非金属单质,有机材料,单质P具有较小的原子量和较强的锂离子嵌入能力，安全的工作电压要抑制钠离子嵌脱过程中材料的体积膨胀,氧化还原电位调节范围宽，可发生多电子反应化合物种类繁多，含量丰富；具有结构的韧性,3、金属氧化物；4、非金属单质；5、有机材料；,结论与展望,钠离子电池在发展的过程中也存在几个亟待解决关键问题:,能量密度和功率密度的正极材料,在循环过程中体积变化小的负极材料,安全的凝胶态及
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