钠离子电池课件

目录1.便携化学电源的现状2.几种常用电池性能的比对3.钠离子电池研究背景及发展4.总结第1页/共20页便携化学电源的现状常见便携化学电源的的种类等等。第2页/共20页便携化学电源的现状等等。第3页/共20页几种常用电池性能的比对各种便携电池性能的比较种类能量密度自放电率循环寿命记忆效应抗过充性能钠离子电池180wh/kg无5000次（85%）几乎没有与电极材料有关锂离子电池150wh/kg5%/月600次（80%）几乎没有弱镍氢电池70wh/kg30%/月500次（80%）弱较强镍镉电池50wh/kg20%/月500次（80%）很强强铅酸蓄电池27wh/kg5%/月300次（80%）几乎没有强第4页/共20页钠离子电池研究背景及发展钠离子电池VS锂离子电池能量密度循环次数5000√电势成本（锂电的1/3）√自放电记忆效应储量√能量密度循环次数600×电势成本×自放电记忆效应储量×第5页/共20页钠离子电池研究背景及发展虽然锂电池性能优异，但锂的储量并不丰富。钠是锂的同族元素，具有与锂相近的化学性质。钠的价格相对低廉，且钠的储量非常丰富。钠的还原电势-2.712V，锂的还原电势-3.045V。钠的各项指标与锂都很相近，也决定的钠电池研发的可能性。第6页/共20页钠离子电池研究背景及发展钠电池的工作原理与锂离子电池的工作原理类似，钠离子电池同样是一种嵌脱式电池，充电时钠离子从阳极脱嵌进入阴极，放电时钠离子从阴极进入阳极。外电路电子从负极进入阳极钠离子被还原成钠。第7页/共20页钠离子电池研究背景及发展钠离子电池的研究重点1.阳极材料、阴极材料及电解液的制备与选择。2.提高钠离子电池的电动势。3.降低成本。4.更高的性能及寿命。5.环境友好。第8页/共20页钠离子电池研究背景及发展阳极材料、阴极材料及电解液的制备与选择由于钠位于锂的下一个周期，所以钠拥有比锂更大的半径，大于比锂的半径大70%，这就导致钠离子在阴极与阳极之间进行嵌入以及脱嵌要比锂更难。所以电极需要具备的条件有。1.良好的扩散通道一遍钠离子能够快速转移。2.拥有较高的嵌钠量，以获得较高的电容量。3.电极电位受嵌钠量的影响要小。4.良好的化学稳定性，以保证循环寿命。第9页/共20页钠离子电池研究背景及发展几种已经研发出的电极材料第10页/共20页钠离子电池研究背景及发展阳极材料种类1.氧化物型

第11页/共20页钠离子电池研究背景及发展2.聚阴离子型磷酸盐材料氟磷酸盐材料

钠超离子导体材料第12页/共20页钠离子电池研究背景及发展阴极材料碳基阴极材料钛基阴极材料钠合金阴极材料生长在不同Ti基体上的TiO2第13页/共20页钠离子电池研究背景及发展钠离子电池的电解液电解液的选择应该满足以下条件：热稳定性能好，不易发生分解；溶液中的离子导电率高；有宽的电化学窗口等。其分类有以下两种1.有机溶剂电解液2.凝胶聚合物电解液第14页/共20页钠离子电池研究背景及发展美国AquionEnergy公司生产的钠离子电池阴极：价格低廉的活性炭，具有很高的电容效应。阳极：Na0.44MnO2

电解液：Na2SO4，中性水溶液

隔膜：无纺布

成本：锂离子电池的1/3循环5000次电容量保持率为85%第15页/共20页钠离子电池研究背景及发展中科院制造的钠离子电池理论能量密度达180wh/kg第16页/共20页钠离子电池研究背景及发展东京理科大学制造的钠离子电池第17页/共20页总结钠离子电池的发展前景钠离子电池比能量高，自放电小，循环寿命长，几乎