随着近年来新能源汽车的快速发展，其核心部件——动力电池，可以说决定了新能源汽车的命运。作为新能源汽车最重要的部件，电池的成本占到30%以上。目前由于电池安全、能量和功率密度、价格等因素的不完善。，出现了锂电池、燃料电池等各种技术路线。这里提到另一种电池:钠硫电池。钠硫电池最早由福特公司于1967年发明并发表，至今只有50年的历史。它是以金属钠为负极，硫磺为正极，陶瓷管为电解质膜的二次电池。在一定的工作温度下，钠离子可以通过电解质膜与硫的可逆反应，形成能量的释放和储存。钠硫电池的优缺点钠电池的主要特性钠硫电池有很多特点:一是比能量(即单位质量或单位体积电池的有效电能)较高。它的理论比能量是760Wh/Kg，实际是150Wh/Kg以上，是铅酸电池的3-4倍。例如，日本东京电力公司(TEPCO)和NGK公司联合开发了钠硫电池作为储能电池，其应用目标针对电站负荷均衡(即起到调峰作用，夜间将多余的电储存在电池中，白天用电高峰时再从电池中释放出来)、UPS应急电源和瞬时补偿电源等。，并于2002年开始进入商业化实施阶段，建成了世界上最大的(8MW)储能钠硫电池装置。另一个可以大电流大功率放电。一般放电电流密度可达200-300mA/cm2，其固有能量可瞬间释放三次。另一个是高充放电效率。由于使用固体电解质，没有通常使用液体电解质的二次电池的自放电和副反应，充放电电流效率几乎100%。当然，事物总是一分为二的，钠硫电池也有缺点。它们的工作温度为300-350℃。因此，电池在工作时需要一定的加热和保温。而采用高性能真空绝热技术可以有效解决这一问题。钠硫电池的优缺点钠硫电池的优缺点钠硫电池有几个优点:一是比能量高。它的理论比能量是760Wh/Kg，实际是150Wh/Kg以上，是铅酸电池的3-4倍。另一个是可以大电流大功率放电，可以瞬间释放3倍的固有能量；另一个是高充放电效率。钠电池的缺点是工作温度在300-350℃之间，工作时电池需要加热保温。目前解决的办法是采用高性能的真空绝热技术。由于钠硫电池具有高能电池的一系列吸引人的特性，许多国家最初都想将其发展成为电动汽车的动力电池，并取得了一些成果。但是钠硫电池在移动场合的使用条件比较苛刻，受空间和安全的限制而停滞不前。钠电池是在电解液中以钠为负极，硫为正极连接而成。在一定温度下，钠离子和硫在电解液中可以发生可逆反应，产生的能量可以释放或储存。这种电池能有效延长电池的使用寿命，而且不会污染环境。钠硫电池只能在300~350℃下正常工作，有时会造成一些不便。钠和硫这两种化学物质会发生反应，然后产生电能。钠硫电池本身会储存电能，在使用时发挥作用。例如，电网必须使用钠硫电池。有些新能源太不稳定不能发电，钠硫电池的性能比其他的稳定很多。即使出现一系列电流状况，功率一下子增加很多，钠硫电池也能承受。在大城市，他们的电网必须使用钠硫电池，这样才能稳定运行。钠硫电池是一种二次电池，可以重复使用。这是它的独特功能。这样制备这种电池的成本会更低，原材料也会节省，这样就能起到节能的作用。但是它的能量一点也不会受影响，而且使用效率特别高。钠硫电池的维护和维修也很容易。优点:钠硫电池能量大，效率高，节省材料，寿命长，原料易得，制备工艺简单，重量轻，使用更方便。缺点:钠硫电池最大的缺点是安全性差。因为原料特别易燃，所以要特别注意安全问题。另外，使用钠硫电池有一定的条件，需要外部加热，最好使用真空保温技术。钠硫电池不太适合移动。钠电池是一种新型化学能源电池，受到世界各国科学家的重视和研究。钠电池因其能量和功率高，在很多国家被用于电动车或电动汽车。这充分说明钠硫电池真的很有价值。但由于电池本身的一些局限性，近年来钠硫电池在电厂储能中得到了广泛的应用，可以充分发挥其自身的优势，环保、高能，在不久的将来可能会突破其局限性，从而更好地为我们服务。
电池的种类有哪些 各种电池的性能比较1、蓄电池是电动汽车的动力源泉。目前，制约电动汽车发展的关键因素是动力蓄电池不理想。电动汽车蓄电池的主要性能指标是比能量、比功率和使用寿命等。要使电动汽车能与内燃机汽车相竞事，关键是开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的蓄电池。2、铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。它也是成熟的电动汽车蓄电池，目前约有8％～90％的采用率。它可靠性好、原材料易得、价格便宜；比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。3、镍镉电池目前，镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池其比能量可达55W·h／kg，比功率超过190W／kg，可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4－5倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在能色量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。使用中要注意做好回收工作，以免重金属镉成环境污染。4、镍氢蓄电池镍氢蓄电池和镍镉蓄电池一样，也属于碱性电池，其特性和镍镉蓄电池相似，不过镍氢蓄电池不含镉、铜，不存在重金属污染问题。目前生产电动汽车镍氢蓄电池的公司主要是Ovonie公司，它现有80A·h和130A·h两种单元电池，并由此构成30kw·h和50kw·h两种规格的电池。其比能量达75－80W·h/kg，比功率达160－230W／kg，循环使用寿命超过600次。这种蓄电池曾装在几种电动汽车上试用，其中一类车一次充电可行驶345km，有一辆车一年中行驶了8万多公里。由于价格较高，目前尚未大批量生产。估计随着镍氢蓄电池技术的发展，其比能量可超过80w·h／kg，循环使用寿命可超过2000次，远景价格可降至150美元/Kw·h。通用汽车公司已把它作为今后几年电动汽车优先考虑蓄电池。5、钠硫蓄电池钠硫蓄电池也是近期普遍看好的电动汽车菩电池，美国福特汽车公司的Mnivan电动汽车就是使用钠硫蓄电池的。它已被美国先进电池联合体（USMABC）列为中期发展的电动汽车蓄电池，德国ABB公司生产的B240K型钠硫蓄电池，其质量为，蓄电量·h；比能量达109W·h／kg，循环使用寿命1200次，装车试验时最好的一辆车无故障地行驶了2300km。钠硫蓄电池主要存在高温腐蚀严重，电池寿命较短。性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。电池列为其电动汽车蓄电池的长期开发目标，锤电池的种类繁多，常见的有色锂离子电他、高温锂熔直盐电池、锂聚合物电池和但聚合物固体电解质电池等，锂离子电池比能量的理论值为570W·h／kg，它目前达到的性能指标是：比能量为100w·h／k8，比功率200w/kg，循环使用寿命为1200次，充电时间2－4小时。6、锌空气电池锌空气电池的潜在比能量在200w·h/kg左右。美国DEMI公司为电动汽车开发的锌空气电池的比能量已达160W·h／kg左右，但它目前尚存在寿命短、比功率小、不能输出大电流及难以充电等缺点。美国的CRX电动汽车装的就是锌空气电池，该车为弥补它的不足，还装有镍镉蓄电池以帮助汽车起运和加速CRX车的锌空气电池组质量为340kg，充足电后可存储45kw·h的能量，同时装备CRX的重达159kg的镍锡蓄电池充足电后有4kw·h能量。充电12分钟可使CRX电动汽车行驶65km，充电一小时则可行驶160km。7、飞轮电池飞轮电池是90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。众所周知。当飞轮以一定角速度旋转时，它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电能的。高技术型的飞轮用于储存电能，就很像标准电池。飞轮电池中有一个电机，充电时该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”增加了飞轮的转速从而增大其功能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。当飞轮电池公出电的时，飞轮转速逐渐下降，飞轮电他的飞轮是在真空环境下运转的，转速极高（高达200000r/min），使用的轴承为非接触式磁轴承。据称，飞轮电池比能呈可达150W·h／kg，比功率达5000-10000W／kg，使用寿命长达25年，可供电动汽车行驶500万公里。8、燃料电池燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。它不经历热机过程，不受热力循环限制，故能量转换效率高，燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100％，实际效率已达60％~80％，是普通内燃机热效率的2—3倍。现在应用于电动汽车中的燃料电池是一种被称为质于交换膜燃料电池（PEMFC），它以纯氢为燃料，以空气成龙为氧化剂。
化学电池化学电池将化学能直接转变为电能的装置。主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。依据能否充 电复原，分为原电池和蓄电池两种 化学电池的种类 化学电池按工作性质可分为：一次电池（原电池）；二次电池（可充电电池）;铅酸蓄电池。其中：一次电池可分为：糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为：镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为：开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。 1.锌锰电池 锌二氧化锰电池（简称锌锰电池） 又称勒兰社（Leclanche）电池，是法国科学家勒兰社（Leclanche，1839-1882）于1868年发明的由锌（Zn）作负极，二氧化锰（MnO2）为正极，电解质溶液采用中性氯化铵（NH4Cl）、氧化锌（ZnCl2）的水溶液，面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池，由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态，故又称锌锰干电池。按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种，板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。 干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的周围由内向外依次是A：二氧化锰粉末（黑色）------用于吸收在正极上生成的氢气（以防止产生极化现象）；B：用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。 电极反应式为：负极（锌筒）：Zn +– 2e === Zn(NH3)2Cl2↙+2H+ 正极（石墨）：2NH4+ === 2NH3 ↑+ H2↑ H2O + 2MnO2 + 2e === 2MnOOH+ 2OH- 总反应：Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 === Zn(NH3)2Cl2↙+2MnOOH 干电池的电压大约为，不能充电再生。 2.碱性锌锰电池 20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的，是锌锰电池的改进型。电池使用氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）的水溶液做电解质液，采用了与锌锰电池相反的负极结构，负极在内为膏状胶体，用铜钉做集流体，正极在外，活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接，正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。 3.铅酸蓄电池 1859年法国普兰特（Plante）发现，由正极板、负极板、电解液、隔板、容器（电池槽）等5个基本部分组成。用二氧化铅作正极活性物质，铅作负极活性物质，硫酸作电解液，微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。 铅蓄电池可放电也可以充电，一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳（防止酸液的泄漏）；设有多层电极板，其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金属铅，正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开（以防止电极之间发生短路）；两极均浸入到硫酸溶液中。放电时为原电池，其电极反应为: 负极：Pb + SO42－－ 2e === PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42－ + 2e === PbSO4 + 2H2O 总反应式为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 当放电进行时，硫酸溶液的的浓度将不断降低，当溶液的密度降到 时应停止使用进行充电，充电时为电解池，其电极反应如下： 阳极：PbSO4 + 2H2O－ 2e === PbO2 + 4H+ + SO42－ 阴极：PbSO4 + 2e === Pb + SO42－ 总反应式为：2PbSO4 + 2H2O ====== Pb + PbO2 + 2H2SO4 当溶液的密度升到时，应停止充电。 上述过程的总反应式为： 放电 Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 充电 4.锌银电池 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正极壳和负极壳组成，形似纽扣（俗称纽扣电池）。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应式如下： 负极：Zn + 2OH－ －2e=== ZnO + H2O 正极：Ag2O + H2O + 2e === 2Ag + 2OH－ 电池的总反应式为：Ag2O + Zn ====== 2Ag + ZnO 电池的电压一般为，使用寿命较长。 5.镉镍电池和氢镍以及金属氢化物镍电池 二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极，以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液，金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为20世纪80年代末，利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成，是小型二次电池主导产品。 6.锂电池 锂电池是一类以金属锂或含锂物质作为负极材料的化学电源的总称通称锂电池，分为一次锂电池和二次锂电池。 7.锂离子电池 指能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极，锂的化合物作正极，混合电解液作电解质液制成的电池。锂离子电池是1990年有日本索尼公司研制出并首先实现产品化。国内外已商品化的锂离子电池正极是LiCoO2，负极是层状石墨，电池的电化学表达式为（—） C6▏1mol/L LiPF6-EC+DEC▏LiCoO2(+) 8.氢氧燃料电池 这是一种高效、低污染的新型电池，主要用于航天领域。其电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。电极反应式如下： 负极：2H2 + 4OH－ －4e=== 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e=== 4OH－ 总反应式：2H2 + O2 === 2H2O 9.熔融盐燃料电池 这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池，在加拿大等少数发达国家己接近民用工业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同，有多个不同的品种，如天然气、CO、---熔融碳酸盐型、熔融磷酸盐型等等，一般要在一定的高温下（确保盐处于熔化状态）才能工作。 下面以CO---Li2CO3 + Na2CO3---空气与CO2型电池为例加以说明： 负极反应式：2CO + 2CO32－－4e === 4CO2 正极反应式：O2 + 2CO2 + 4e=== 2CO32－ 总反应式为：2CO + O2 === 2CO2 该电池的工作温度一般为6500C 10.海水电池 1991年，我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。其电极反应式如下： 负极：4Al – 12e === 4Al3+ 正极：3O2 + 6H2O + 12e === 12OH－ 总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O === 4Al(OH)3 这种电池的能量比普通干电池高20---50倍！ 新型化学电池 （1碱性氢氧燃料电池 这种电池用30%-50%KOH为电解液，在100°C以下工作。燃料是氢气，氧化剂是氧气。其电池图示为 （―）C|H2|KOH|O2|C(+) 电池反应为 负极 2H2 + 4OH―4e=4H2O 正极 O2 + 2H2O + 4e=4OH 总反应 2H2 + O2=2H2O 碱性氢氧燃料电池早已于本世纪60年代就应用于美国载人宇宙飞船上，也曾用于叉车、牵引车等，但其作为民用产品的前景还评价不一。否定者认为电池所用的电解质KOH很容易与来自燃料气或空气中的CO2反应，生成导电性能较差的碳酸盐。另外，虽然燃料电池所需的贵金属催化剂载量较低，但实际寿命有限。肯定者则认为该燃料电池的材料较便宜，若使用天然气作燃料时，它比唯一已经商业化的磷酸型燃料电池的成本还要低。 （2） 磷酸型燃料电池 它采用磷酸为电解质，利用廉价的炭材料为骨架。它除以氢气为燃料外，现在还有可能直接利用甲醇、天然气、城市煤气等低廉燃料，与碱性氢氧燃料电池相比，最大的优点是它不需要CO2处理设备。磷酸型燃料电池已成为发展最快的，也是目前最成熟的燃料电池，它代表了燃料电池的主要发展方向。目前世界上最大容量的燃料电池发电厂是东京电能公司经营的11MW美日合作磷酸型燃料电池发电厂，该发电厂自1991年建成以来运行良好。近年来投入运行的100多个燃料电池发电系统中，90%是磷酸型的。市场上供应的磷酸型发电系统类型主要有日本富士电机公司的50KW或100KW和美国国际燃料电池公司提供的200KW。 富士电机已提供了70多座电站，现场寿命超过10万小时。 磷酸型燃料电池目前有待解决的问题是：如何防止催化剂结块而导致表面积收缩和催化剂活性的降低，以及如何进一步降低设备费用。 化学电源的重大意义： 化学能转换为电能的原理的发现和各式各样电池装置的发明，是贮能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献，极大地推进了现代化的进程，改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量。
钠离子电池 近年来，随着电子设备、电动工具、小功率电动汽车等迅猛发展，研究高能效、资源丰富及环境友好的储能材料是人类社会实现可持续性发展的必要条件。为满足规模庞大的市场需求，仅依靠能量密度、充放电倍率等性能衡量电池材料是远远不够的。电池的制造成本与能耗是否对环境造成污染以及资源的回收利用率也将成为评价电池材料的重要指标。电池发展有以下显著特点:绿色环保电池发展迅猛;一次电池向二次电池转化,这有利于节约地球
钠离子电池优缺点如下：
优点是钠离子资源丰富，地球上拥有钠资源储量丰富、分布广泛，相比锂电池材料，获取资源方便，有利于将产业最大。成本低廉，随着纳离子电池批量生产后，价格会越来越便宜，这正是钠离子资源丰富、开采成本低。安全性高，钠离子电池安全性高不易起火和爆炸。
缺点是钠离子电池能量密度较低，供应链需要完善目前，锂离子电池非常完善，而钠离子电池算是新产业，还是落后于锂离子电池，整个供应链上缺少强有力的企业做保障，供应链还有待完善。
钠离子电池
钠离子电池（Sodium-ion battery）是一种二次电池（充电电池），主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似。2018年12月，南京理工大学夏晖教授与中外团队合作，首创结构设计和调控方法，在锰基正极材料研究方面取得重要进展。
2021年8月，工信部发布公告有关部门将支持钠离子电池加速创新成果转化，支持先进产品量产能力建设。同时根据产业发展进程适时完善有关产品目录，促进性能优异、符合条件的钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等领域加快应用。
钠离子电池成本低还可以快速充电放电。
一、钠离子电池工作原理与锂离子电池类似，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。
二、钠盐原材料储量丰富，价格低廉，采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料，原料成本降低一半；由于钠盐特性，允许使用低浓度电解液（同样浓度电解液，钠盐电导率高于锂电解液20%左右）降低成本；钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体，可以进一步降低成本8%左右，降低重量10%左右。
三、由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg，可与磷酸铁锂电池相媲美，但是其成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。
四、钠离子电池研究最早开始于上世纪八十年代前后，早期被设计开发出来的电极材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2电化学性能不理想，发展非常缓慢。寻找合适的钠离子电极材料是钠离子储能电池实现实际应用的关键之一。
五、近几年来，根据钠离子电池特点设计开发了一系列正负极材料，在容量和循环寿命方面有很大提升，如作为负极的硬碳材料、过渡金属及其合金类化合物，作为正极的聚阴离子类、普鲁士蓝类、氧化物类材料，特别是层状结构的NaxMO2（M= Fe、Mn、Co、V、Ti）及其二元、三元材料展现了很好的充放电比容量和循环稳定性。
钠离子电池有三大优点：一是原料成本低。不仅不使用锂、钴等稀有金属，而且通电的基板可以使用铝，而不是铜。因为不使用高价材料，所以“与锂电池相比，成本至少可以减少1成，顺利的话可以减少3成”。二是可以沿用现有的生产工序。钠离子电池的工作机制与锂电池相同，电池企业的现有生产设备可以直接用来生产钠离子电池。因为基本不需要设备投资，所以各家企业容易将其作为替代电池开展生产。三是可以快速充放电。
1.钠资源丰富
随着新能源汽车市场高速发展，锂电池需求不断攀升，国内锂资源供给处于紧张状态，产业链公司争抢锂资源。在锂资源紧张的背景下，钠离子电池战略意义凸显。钠资源分布于全球各地，完全不受资源和地域的限制，钠离子电池相比锂离子电池有非常大的资源优势。
2.钠离子电池具有成本优势
钠电池成本优势使其更有经济性。锂电池负极只能使用铜箔，而钠电池则可以在正极负极都使用铝箔，单Kwh钠电池消耗铝箔量将较锂电池翻倍，同时铝箔价格更低，有望进一步降低钠电池材料成本。
3.钠离子电池安全性高
由于钠离子电池的内阻比锂电池高，所以其在短路的情况下瞬时发热量少，温升较低，热失控温度高于锂电池，具备更高的安全性。另一方面，锂电池在低温下充电会析锂，而钠电池却不会发生析出，故钠离子电池拥有更宽的工作温度范围。钠离子电池可以在-40℃到80℃的温度区间正常工作，-20℃的环境下容量保持率接近90%，高低温性能优于锂离子电池。
成果简介
有机化合物材料环保，资源丰富，结构通用性强，组装成本低，被公认为阴极材料用于锂离子和钠离子电池。然而，有机化合物固有的较高溶解度和较低电导率材料严重影响其工业应用。 本文，青岛大学Cunguo Wang（第一作者）与中科院苏州纳米所等研究人员在《ACS Appl. Energy Mater.》期刊 发表名为“High-Performance PDB Organic Cathodes Reinforced by 3D Flower-like Carbon for Lithium-/Sodium-Ion Batteries”的论文， 研究报告了一种具有三维花状多孔碳结构(PDB/3D-FC) 的聚（2,3-二硫-1,4-苯醌）复合材料。
原位聚合方法使得PDB的分布更均匀，并且三维花状多孔碳结构防止 PDB 的积累。此外，PDB/3D-FC 的分级多孔结构为电子/离子提供了有效的传输路径。受益于理想的制造策略和精心挑选的材料中，DB/3D-FC电极在锂离子电池中显示出203 mAh g–1的优良倍率容量，在钠离子电池中显示出183 mAh g–1的优良倍率容量。本文报道的制备策略是通用的，适用于增强其他有机电极的电化学特性材料.
图文导读
图1. 由导电碳和有机材料组装PDB/3D-FC电极的方案
图2. 形态和成分分析
方案1. 制备聚合物PDB的合成路线
图3. (a) 3D-FC 和 PDB/3D-FC 的 XPS 光谱。(b) 3D-FC 的高分辨率 N1s 光谱。(c) S 2p 和 (d) C 1s 的 PDB/3D-FC 的 XPS 光谱。
图4. 用于 LIB 的 PDB/3D-FC 阴极的电化学性能。
图5. SIBs的PDB/3D-FC阴极的电化学性能。
文献：
科学家们发现了钠离子电池（sib）所需要的成分，这有助于提高sib的性能，如充电速度。尽管锂离子电池目前很受欢迎，但由于锂不仅昂贵而且有限，人们预计锂离子电池将很快找到新能源。研究结果表明，SiB有可能成为锂离子电池的替代品。
在无机晶体结构数据库中对约4300种化合物进行了钠迁移能的高通量计算，该化合物确实表现出优异的高速率性能和循环耐久性；详细地说，该化合物表现出稳定的10C循环，其完全充电的速率仅为6分钟。/在室温下进行50次充放电循环后，放电和约94%的容量保持率。这些结果与钠离子电池的典型阴极材料相当或优于后者。
日本名古屋理工学院（Nitech）的研究人员已经证明，一种特殊的材料可以作为钠离子电池的高效电池组分，与锂离子电池在多个电池特性，特别是充电速度方面进行竞争。
研究结果发表在2018年11月的科学报告中，由Nitech高级陶瓷系助理教授Naoto Tanibata博士领导。
流行的锂离子电池有几个好处——它们是可充电的，应用范围很广。它们被用于笔记本电脑和手机等设备，以及混合动力和全电动 汽车 。电动 汽车 是解决农村污染和实现清洁可持续交通的重要技术，在解决能源和环境危机方面发挥着重要作用。锂的一个缺点是它是一种有限的资源。不仅价格昂贵，而且其年产量（技术上）有限（由于干燥过程）。考虑到对电池驱动装置尤其是电动 汽车 的需求不断增加，寻找锂的替代品的需求变得越来越迫切，锂既便宜又丰富。
由于多种原因，钠离子电池是锂离子电池的一种有吸引力的替代品。钠不是一种有限的资源——它在地壳和海水中都很丰富。此外，在适当的晶体结构设计下，钠基组分有可能产生更快的充电时间。然而，钠不能简单地与锂交换，锂用于目前的电池材料，因为它是一个较大的离子尺寸和略有不同的化学。因此，研究人员需要在大量的候选材料中，通过试错法寻找最佳的钠离子电池材料。
Nitech的科学家们已经找到了解决这个问题的合理而有效的方法。从晶体结构数据库中提取约4300种化合物，并对其进行高通量计算后，其中一种化合物获得了良好的结果，因此是钠离子电池组分的一个很有前景的候选化合物。研究人员发现，Na2V3O7具有良好的电化学性能以及晶体和电子结构。该化合物具有快速充电性能，能在6分钟内稳定充电，研究人员还证明了该化合物具有较长的电池寿命和较短的充电时间。
“我们的目标是解决大型电池在电动 汽车 等严重依赖长时间充电的应用中面临的最大障碍。我们通过一项搜索来解决这个问题，该搜索将产生足够高效的材料，以提高电池的速率性能。”
尽管Na2v3o7具有良好的特性和对钠离子电池的总体预期影响，但研究人员发现，在最后的充电阶段，Na2v3o7发生了劣化，这将实际存储容量限制在理论存储容量的一半。因此，在他们未来的实验中，研究人员致力于提高这种材料的性能，以便在整个充电阶段保持稳定。”我们的最终目标是建立一种方法，使我们能够通过计算和实验相结合的方法来有效地设计电池材料，”Tanibata博士补充道。
文献引用：
Naoto Tanibata、Yuki Kondo、Shohei Yamada、Masaki Maeda、Hayami Takeda、Masanobu Nakayama、Toru Asaka、Ayuko Kitajou、Shigeto Okada。纳米管结构的Na2V3O7作为钠离子电池的阴极材料，具有高速率和稳定的循环性能。科学报告，2018年；8（1）doi:
随着我国科学技术的不断发展，电气工程及其自动化系统的建设与发展在人们的生活中也有很大的作用。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化专业 毕业 论文，供大家参考。
摘要：随着社会的快速发展，科学技术成为了无可替代的第一生产力，在各个领域被普遍使用。我们日常生活对电气工程及其自动化的应用范围越来越广泛，其作用也不断增强。笔者通过各种文献作为参考，就电气工程及其自动化在发展的过程中存在的一系列问题进行简要分析，根据存在实际不同问题，提出相应的解决方案，以便推动电气工程及其自动化技术水平更好地发展。
关键词：电气工程;自动化;问题;解决 措施
经济的快速发展推动着科技的不断进步，电气工程及其自动化在我国虽然被广泛使用，但是与西方发达国家相比它的应用范围还存在一定的局限性。社会生产力的发展要求相应的科学技术与之相呼应，只有如此平衡才能有效地保障经济与技术的同步发展。所以，我国在加大经济建设投入的基础上，也要加强对科技的重视，特别是加强对电气工程及其自动化系统的重视度。从源头解决电气工程及其自动化系统存在的相应问题，为将来电气工程及其自动化技术的发展打下坚实的基础。
1目前电气工程及其自动化技术发展的状况
电气工程及其自动化是科技创新的新型产物，在学科种类划分方面它具有很强的综合性，将工业生产带入到人们的日常生活。通过近几年快速发展，我国在电气工程技术发展方面取得了显著成效，从某种程度上推动了我国电气工程及其自动化技术，加快了先进科学技术生产力的步伐。通过电气工程及其自动化技术在各个领域的广泛应用，我国国民经济总值得到了迅速提高，电气工程及其自动化在现代电气信息领域中占有绝对的主导地位，将所有关于电气信息的工程都囊括在内，例如我国的农业生产、工业发展、国防制造等不同领域。不但促进我国的经济进步及工业发展;而且在很大程度上改变了人们原有的生活方式，加快了人类发展的步伐[1]。
2目前电气工程及其自动化发展存在的相应问题
电气工程对能源的消耗量过大
电气工程在工业生产中的应用是不言而喻的。无论哪个生产环节都离不开电气工程及其自动化技术，是否能合理运用直接影响工业生产的进度。近几年我国的工业发展几乎趋于智能化，在智能化的工业发展过程中，电气设备是其必不可少的基础设施。电气设备及自动化技术的加入不但可以提高工作效率，还能有效地提高产品质量。由于电气设备及自动化技术的应用，增加了能量的消耗，随着电气设备的不断增加所要消耗的能量也在逐渐上升。目前我国大力倡导节能减排的工业生产策略，很大一部分因素源于能源紧缺现象，因此电气工程及其自动化对能源的消耗量过大，有悖于我国的可持续发展策略[2]。
电气工程质量达不到国家要求标准
对于电气工程的生产过程，人们对其的质量关注度逐渐增强，电气工程的质量对电气工程的寿命起到瓶颈制约作用，同时，对其生产过程的操作安全有着千丝万缕的关联。对于一些电气工程在生产使用过程中，因对相应质量管理部门的重视度不够，再加上他们自身 安全知识 的匮乏，由此便形成了只观察表面结构，而没有专业部门及系统的操作方式，进行监管整个生产施工过程，质量管理工作就很难开展。如果保障不了工程的质量，那么关于工程管理、施工质量等一系列问题都无从谈起。所以电气工程质量达不到国家要求标准，给工程质量带来的危害将无法估量。
电气自动化系统集成化程度不高
在电气工程及其自动化的不断发展及进步的过程中，电气工程及其自动化的发展步入了向集成发展的新高度，对于电气工程的集成化发展将会成为其发展的核心方向。我国对于电气工程及其自动化系统集成化的应用较晚，所以 经验 不足，水平较低，还没有达到系统与系统或系统与功能的有效连接，在一定程度无法完成资源共享，阻碍了电气工程及其自动化的有效发展。
在电气工程及其自动化系统中网络结构不统一
科学合理的电气工程及其自动化系统是电气工程发展的最终目标，目前我国的电气工程企业普遍存在网络架构不统一的现象，由此产生形态各异的电气工程架构，对电气工程及其自动化系统的发展产生严重影响。与此同时，因电气工程及其自动化系统没有对应结构，导致企业间的电气设备及技术无法进行交换使用，一些拥有共性的资源及数据不能共享，无法将电气工程及其自动化技术发挥到极致。
3电气工程及其自动化技术存在问题的相应措施
强化电气工程及其自动化的节能设计
为节约紧缺的能源资源，在电气工程设计工作中，加强对节能设计的研发。在实际的生产及工作的过程中将能源的消耗降到最低，可将供电变压器的绕阻值减到最小，进而减少资源不必要的损失，进而节约能源，将电气工程推上一个崭新局面。
加强对电气工程及其自动化系统的管理
加强质量管理同时认清质量管理的重要性，要普遍对生产员工进行相应知识体系的培训，无论是在技术上，还是在理念上都要进行不断地加强，将施工人员各方面的素质都进行提高。在整个施工过程中，运用科学技术及前人 总结 的 方法 经验对施工材料进行检验及管理，确保所应用的材料质量达到相应的要求。与此同时加强对施工过程的监管，确保整个施工过程科学合理，还要根据实际情况安排施工进度，确保电气工程施工质量的高效运行[3]。
加强电气工程及其自动化系统统一的进程
电气工程及其自动化发展的过程，也是其改进的过程，通过不断地完善，将电气工程及其自动化系统逐步朝着统一的方向发展。因我国在电气工程及其自动化系统的发展起步较晚，经验不足。电气工程企业可以引进关于电气的先进技术及管理经验，对于电气自动化系统的运行可以采用统一的编程设计，达到电气工程及其自动化设备满足不同企业且可以共同使用，充分利用信息资源，达到资源共享的目的，进而推动电气工程在各个领域的广泛应用。
4结语
电气工程及其自动化的应用范围不断被增加，其完善的程度越高对社会的推动力就越大，所以电气工程及其自动化的发展是当前的首要任务。在电气工程企业只有科学、合理、统一的自动化系统，才能保障我国经济的稳步增长。
参考文献：
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[3]申振宇.浅析新形势下电气工程及其自动化存在问题及应对策略[J].山东工业技术，2014(19).
【摘要】从改革开放至今，我们国家各个领域均得到飞速发展机遇，电气工程发展更在其中占据领先地位。在改革开放大背景下，我国当代科技发展某种程度促进电气工程自动化发展，同时，自动化渐渐变成促进电气工程可持续发展力量源泉。电气工程在进行施工中结合自动化新兴科技，不单对电气工程提高工作效率十分有利，还可减少生产过程各类事故的发生几率，让电气工程更加快速稳健发展下去。由此，相关从业人员务必结合行而有效解决对策应对电气自动化过程中存在的主要问题，充分理解电气自动化有关技术内容，从而确保工作效能最大限度发挥出来。
【关键词】电气工程 自动化 问题 解决措施
1前言
伴随时代发展社会不断进步，人们生活生产中电气自动化被广泛普及应用，变成现如今促进国民经济发展的有力手段。电气工程自动化属于一类综合性学科，不单包括机电和计算机相关技术内容，还包括网络控制和机电一体化等相关技术。从电气工程角度出发，作为各类生产活动可持续发展前提保障，其正常运行和创新发展意义是十分深远的，另外它对于工业行业健康稳定前行也具有不可替代的重要意义。值得一提的是，现如今电气工程自动化过程中还是有一定问题存在的，如果未能及时解决此类问题，那么所遗留的历史问题将会对国民经济及电力事业发展造成致命打击。本文对当前电气工程自动化存在主要问题予以分析，同时提出针对性解决对策，希望能够为相关人员提供一些参考。
2电气工程及其自动化中存在的问题
(1)缺少统一系统网络架构。构建科学有效自动化电气工程系统是自动化建设必然发展趋势，但是目前众多相关企业当中，因为缺乏统一系统网络构架，容易造成众多企业拥有不同网络架构，限制电气自动化进一步发展。另外因为系统缺少兼容性，造成企业软硬件交替途中，因为接口众多使得信息数据达不到共享标准，自动化电气系统效能未能得以全部发挥出来。
(2)能源不必要消耗的问题。工业发展阶段，电气工程可以说是占有不可替代重要地位，而电气工程自动化相关技术对于整个工业生产都有着决定性作用，渐渐变成如今工业生产科学合理运行前提保障[1]。尤其伴随智能化工业生产水平日益提升，各类先进设备也被引进工业生产当中，不但使工业生产总体工作效率大幅度提升，对工业行业未来发展还具有一定预见作用。但是目前工业生产过程中在应用电气工程自动化技术时，还有能源不必要浪费等严重问题存在，不单对全球能源紧缺局面造成更为消极影响，对节能减排愿景达成也没有好处。
(3)质量不达标问题。最近几年，伴随物质精神水平逐渐提升，人类安全意识也明显提升，电气工程建设阶段，人们在电气工程服务质量方面也提出更高要求，可以说电气工程服务质量和电气工程使用寿命二者间是具有平行发展关系的，同时和安全使用也不无关系。但是如今绝大多数电气工程在施工期，因为对建设质量疏于管理，同时缺乏必要安全意识，造成最终过度关注检测结构，但是质量监管体系不够完善的不利景象，造成质量管理只停留在表面，不单施工管理无序，具体施工时还不能对质量严格控制，电气工程建设质量不达标，工程建设受到很大制约。
3电气工程及其自动化中问题解决措施
(1)构建自动化系统体系。凭借电气工程自动化进程中主要问题的分析，不难发现电气工程自动化受环境因素影响很大，所以应当采取相应对策帮助自动化系统不断得以完善，充分应用当前所拥有先进科学技术，促进管理目标有效达成。在设备启动和日常运行不同方面，都要力求构建高效工作及管理模式，积极吸收先进管理及设计理念，最大程度对系统进行开发利用，同时使相关成本费用减至最低[2]。构建自动化系统体系能够推动电气工程事业科学合理发展下去，让不同系统为不同生产需求提供服务，使电气工程自动化系统能够独立作业。
(2)节能减排建设。进行节能减排设计时，其中非常重要的设计环节便是设计要建立在实际能源消耗基础上，还要尽可能减少不必要能源损耗，确保电厂整体经济效益提高。打个比方，选取电厂中变压器时，尽量选小阻值的，使变压器能源损耗量减下来，就能直接把运行成本降下来，达到节省能耗的目的，科学控制变压器运行成本。能使用自然光资源时，绝不使用照明设备，尽可能选择那些高效使用年限长设备，坚持贯彻节能减排原则。要不断对电气工程节能举措进行优化，电气工程整个设计阶段，节能思想都是贯彻始终的，所以要对节能设计实时进行优化。在基本需要得以保障前提下，结合先进技术设备将能源损耗降至最低，满足节能减排发展对策，另外对促进电气工程长足发展也具有深远历史意义。
(3)对网络结构充分应用。电气工程自动化阶段，网络结构其功能与结构对于整个系统运行具有直接影响，本文这里所说网络结构能与不同管理系统存储数据自由交换，从而达到提高 系统安全 性与高效性目的，同时这也为网络结构最为重要功能与价值体现。除此以外还要把电气工程自动化有机融合到 其它 领域与行业当中，加强对技术系统和生产设备监管。原因是通用网络系统要在处理完不同数据信息后对相关资源配置情况予以贯彻落实，所以在对自动化系统进行统筹管理过程中扮演着不可替代的重要角色，可以快速安全传输数据信息，让网络结构真正实现互通互联效果。
(4)综合提高管理水平与质量。电厂管理人员要充分了解电气工程自动化的重要性，从而为工程建设质量监管保驾护航，为此要综合提高相关管理人员业务能力及素质水平。打个比方，电厂可定期组织对相关工作人员进行培训，吸纳素质高能力强的管理人才加入，通过这种方式提高管理团队科学建设效率，多从那些成功企业中学习先进管理经验，取他人之长补己之短，更好为电气工程自动化建设打好坚实铺垫[3]。除此以外，要加强建筑材料管理，通过这种方式由基础与源头保障电气工程质量。要明确相关材料来源，以使所选设备满足实际发展所需，材料防潮工作应积极做好，尽可能杜绝材料损坏，要加强防火处理，定期派遣专业人员落实质量监管工作。
4结语
综上所述，窥一斑而见全豹，电气工程自动化不单对电力企业收益有很大影响，与国民经济和人们工作生活也有重大关联。面对该状况，国家和相关企事业单位应当由实际情况出发，不断进行人才充备同时对相关制度予以完善和创新，除此以外，要积极鼓励那些专业人士加入进来，共同为我国电气自动化事业可持续发展添砖加瓦。
参考文献：
[1]申振宇.浅析新形势下电气工程及其自动化存在问题及应对策略[J].山东工业技术,2014,19:196.
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[3]文成,李兴磊.电气工程及其自动化存在的问题及应对策略浅析[J].中国新技术新产品,2014,20:56~57.
摘要：电气工程及其自动化作为现代工业发展的代表工业技术，随着时代的进步而逐渐的发展和壮大。本文对电气工程及其自动化发展进行研究。
关键词：电气工程;自动化;发展
前言
现代工业发展所带来的是社会的全面进步，全世界范围内看，其重要标志便是电气自动化，而从另一个层面讲，电气自动化也标志了科学技术的进步以及发展。这种生产方式避免了很多安全事故的发生，具有现实意义。
一、电气工程及其自动化概述
作为现代化工业发展中的领头企业，电气工程及其自动化正随着时代的变迁不断地更新和发展着。电气工程及其自动化是电气信息领域的新兴学科，是高新技术产业的重要组成部分。由于人们日常生活以及工业生产与其密不可分的关系，电气工程及其自动化被广泛的应用于工农业以及国防等方面，并且在国民经济中发挥着越来越重要的作用。电气工程及其自动化是综合性很强的一门学科，涉及到很广泛的领域，内容相当的丰富。电气工程主要包括电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息以及网络控制技术和机电一体化技术的应用等。强弱电结合、机电结合以及软硬件结合是电气工程及其自动化具有的主要特点。随着科技的不断发展，电气工程及其自动化的技术也逐渐形成了独立的系统。
二、电气工程及其自动化发展问题
1、有关电气工程质量管理的问题
据电气工程行业的相关调查报道称，国内很多电气企业和部门在电气生产管理上存在很大弊端，他们过分关心的是产品的质量检验，而对电气工程质量管理的监测却很不到位。尤其体现在设计单位和建设单位之间缺少必要的交流，这使得产品在设计和施工阶段不能很好的对接而造成不必要的损失;在员工的后期培训管理中也缺乏一定的 教育 和说明，使得培训管理形同虚设;在建筑工程的前期和中期，生产部门和企业之间不能主动加入电气工程的施工当中，只是过多的要求施工后期的工程质量，而缺少对施工质量管理的严格把关，这样就造成了电气工程整体工作的混乱无序和工程质量达不到预定目标，这使得电气工程的正常运转和安全质量受到了严重的影响，因此，面对电气工程中存在的种种管理问题，我们必须采取必要的解决措施予以有效应对。
2、实际需要，而导致的成本增加
在电气自动化方面，由于我国对于目前的电气工程以及自动化系统没有完全的正对性，往往是根据工程的实际需要，依据已有的技术成果而展开设计，在无形中增加了成本。在我国对于电气工程以及自动化的设计、运行上没有比较前卫的程序，在开发的过程中，也无形的拖延了时间以及成本，这些因素都能增加成本的开支。
3、使用中数据传输的问题
虽然从商业时代的脚步上来说，电气工程及其自动化的用途非常的广泛。但是在重要的数据传输过程中却存在着严重的不足。因为数据传输要求的是高精度，搞准确性，并且还得保证其安全性。但是从目前电气工程以及自动化的使用过程来看，信息的交换与程序接口的设计是有着密切联系的。由于不同的商家生产的产品不同，在设计上以及接口的处理上都有着差异化，这使得在电气工程以及自动化数据的传输上得不到安全的保障，有丢失数据的可能。众所周知，安全对于商业信息化时代也是非常得重要,电气工程及其自动化要实现通信安全功能,必须解决数据传输过程中的一些危险问题,才能最大化实现商业信息传输的安全。
三、电气工程及其自动化发展对策
1、有效节约成本
经济市场要求的是高效率、高性价比，市场的竞争促使了每个行业都在寻找能够令企业效益最大化的有效途径，如何才能以最少的投入获得最大的收益，增加营利，在激烈的竞争环境中立足不倒，这是企业人必须考虑的问题。因此很多厂家开始将目光转向更加便捷可靠高效的PC控制技术，很多生产厂家在其日常的生产经营中，通过应用不同层次的电气自动化设备降低了维修操作的难度，同时提高了可靠性和生产效率，有效缩短了产品的生产周期以及新产品的研发周期，并对产品质量有着很大的促进作用。在现代工业环境要求下，工业PC机将会逐步的替代IPC成为工业控制系统的基础设备，这会大大降低工业电气自动化的技术成本。
2、重视数字化技术
电气工程自动化与信息技术结合在一起的典型方式就是数字化技术。这项技术主要是自动化的网络程序，将大量的、多样化的、复杂的信息和企业生产相关的数据指令信息结合在一起编写程序，放入计算机中与网络相结合。未来发展电气工程自动化就必须重视数字化技术的发展，很好地将口令与信息完美结合。
3、建立电气工程及其自动化的通用网络系统
建立电气工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置，使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制、技术监管、 企业管理 等许多步骤，要想使这些步骤得到资源的合理化配置，就要使这些系统通过网络联系起来，通过建立电气工程及其自动化的通用网络系统，使各个系统之间的数据得到高效、快捷的交换，促使整个企业的优化发展。
4、加强电气工程质量管理力度
电气工程的质量管理问题是人为因素可以制约的，这主要就取决于管理者的管理手段和力度是否到位。首先,要培养专业的电气工程人才。在引进新员工时一定要严格筛选，并进行系统的专业技能培训和考核，对于考核不能通过的可以予以一对一培训，争取让所有员工都能参与到提升自身综合素质打造扎实专业技能的行列中来，为电气工程的建设提供必要的保证。其次，作为管理者也应该对电气工程质量管理严格把关，充分重视，无论是电气工程的专业性、材料质量、管理方法等都是应该重视的方面。
5、实现电气工程及自动化系统的开放化
开放化则是要与外界建立一个接口，实现与外界网络的连接。计算网络是实现信息实时交换和共享的重要基础设施，也是实现管理、决策、设计、控制和制造一体化的关键，它已广泛应用于电力系统各元件和局部系统的管理、监视、调节和控制上，是电力系统信息管理、远动技术、调度自动化等方面的核心。
6、数据传输接口要标准化
建立标准化的数据传输接口是保证电气工程及其自动化系统安全、快捷高效的数据传输的必然因素。由于来自各方面的原因，技术上以及系统设计上存在着一些差距与缺陷，使得我国的电气工程及其自动化跟不上发展的脚步，因此，从事电气工程及其自动化的相关工作人员一定要利用已有的科学技术以及借鉴国外先进的科学成果，尽量实现接口的最优化，从而实现程序接口在使用过程中能够完美对接,减少工程开发的费用与时间。
结束语
电气工程及其自动化技术在现代工业中的地位不断的提升，而在电子信息技术日新月异的发展中，并且伴随着人们对生活质量要求的不断增高，社会的不断进步，电气工程的技术人员也面临着巨大的挑战，在迎接电气工程及其自动化技术的一次次里程碑式的改变过程中，会遇到种种阻碍电气人员前进步伐的困难，因此，只有更加注重自动化的水平，更加注重工程的质量管理措施，和更加注重科技的创新，才能够促进电气工程及其自动化技术的发展，使得该技术能够实现自身的跨越式发展，努力使之成为我国社会主义现代工业化建设的有力保障。
参考文献
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随着国民经济的飞速发展,我国的现代化的科学技术不断的深入和完善,电气工程方面有了越来越大的影响力,电气工程自动化越来越受到人们的重视。下文是我为大家搜集整理的关于电气工程类毕业论文范文的内容，欢迎大家阅读参考! 电气工程类毕业论文范文篇1 试论电气工程施工管理 摘要：指出电气安装工程的质量控制是决定住宅工程质量的重要因素，从现场施工等过程的质量控制手段，力图实现对住宅电气工程的质量控制。 关键词：住宅;电气安装工程;质量控制 随着人们生活水平的不断提高，对住宅的要求也从原来的温饱转向了小康，其中住宅的工程质量是决定住宅安全、舒适性的重要因素。电气工程是住宅工程的重要组成部分，强电系统相当于人体的血液系统，提供住宅所需要的基本动力，照亮住宅的每一角落，也给其他设备系统的正常工作提供相应的能源;弱电系统相当于人体的神经系统，是一栋住宅与外界交流的重要端口。因此电气安装质量的好坏直接影响了整体住宅工程的质量，关系住户的安全和生活的舒适。 1 电气工程质量存在问题与防治措施 开关、插座盒和面板的安装、接线不符合要求 预防措施：准确牢靠预埋、固定线盒;做好面板的清洁保护;确保开关、插座中的相线、零线、P保护线不能串接;剥线时固定尺寸，保证线头整齐统一，安装后线头不裸露;同时为了牢固压紧导线，单芯线在插入线孔时应拗成双股，用螺丝项紧、拧紧;开关、插座盒内的导线应留有一定的余量，一般以100～150mm为宜。 室外进户管预理不符合要求 预防措施：进户预埋管必须使用厚壁铜管或符合要求的PVC管，加强与土建和其他相关专业的协调和配合，明确室外地坪标高，确保预埋管埋深不少于;加强对承包队伍领导和材料采购员有关法规的教育，监理人员要严格执行材料进场需检验这一规定，堵住漏洞;预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机弯曲，不允许焊接和烧焊弯曲;做好防水处理，请防水专业人员现场指导或由防水专业队做防水处理。 导线的接线、连接质量和色标不符合要求 预防措施：加强施工人员的技能培训;多股导线的连接，应用镀锌铜接头压接，尽量不要做“羊眼圈”状，如做，则应均匀搪锡;在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根，如需接两根，中间需加平垫片;不允许3根以上的连接;导线编排要横平竖直，剥线头时应保持各线头长度一致，导线插入接线端子后不应有导体裸露;铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎;材料采购人员一定要按现场需要配足各种颜色的导线。 2 施工中的质量管理 施工前期的管理 针对可能影响电气安装工程施工质量的诸口素，必须在施工过程中各个施工环节采取有效的管理措施，严格控制，以保证整个工程的质量。针对施工项目的大小难易程度，要编制施工组织设计、施工方案，提出科学的施工方法和工艺，选用适当的施工机械、工具，从技术上保证施上质量管理目标的实现。施工组织设计、施上方案要集思广议组织有关人员讨论并经有关的技术、质量负责人审签。 施工中的管理 电气安装上程施工中，质量管理的重点是按图纸，施工及验收规范、施工方案施工，要严格执行质量标准，严格执行质量管理制度，严格按质量标准检查、监督。施工用的电工仪表及试验上器具要定期校验，保证其精确性。凡应校校、检验、试验、调试的电气装置均经过电气试验，并提交试验报告。试验不合格者不得女装。对施工中其它影响质量的因素应及时控制。 电气装置的采购及现场管理 电气装置的采购应派专业人员认真采购，要有合格证，签订采购合同时，合同中必须有保证质量，约束厂商的条款。电气装置到现场前必须经施工管理及施工人员验收。不合格的电气装置要严格按“三包”处理。进人现场后要有专人保管。 3施工后的质量控制 验收阶段是检验施工形成的产品的质量合格与否，这个阶段可以做的是为质量不完善的部位进行补修，亡羊补牢为时晚了点，但是一个工程由于各种原因总会存在这样或者那样的问题，重要的是可以把每次工程中遇到的问题进行总结，而不是简单的只是发现问题，还必须去发掘问题的原因，找出是设计的问题、材料设备的品质问题还是现场施工的质量问题，并且将问题再细分，这样的问题在下一个工程时就要重视，不让其再犯，没有完美的工程，但是应该有追求完美的信心。 4 结束语 随着人们生活水平的提高，电气安装工程的要求也越来越高，它不仅要满足照明、家电用电量、安全用电等需要，而更注重其美观、适用、方便的使用效果。这就对电气安装工程的设计和施工人员提出了更高的要求，把电气安装工程放在和土建工程同等重要的位置上，抓好电气安装工程的质量管理工作，使电气安装工程朝着一个具有适用性、可靠性、 经济性、外观优美与使用方便的方向 发展。 参考 文献： [1]刘银洁.住宅电气安装工程施工阶段的质量控制[J].工程质量，2001(2)：41-42. 电气工程类毕业论文范文篇2 浅析提高建筑电气工程的施工质量的策略 1. 存在问题的原因分析及预防措施 防雷接地。 现象：引下线、均压环、避雷带搭接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉、焊缝不饱满等缺陷;焊渣不敲掉、避雷带上的焊接处不刷防锈漆;用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。 原因分析：操作人员焊接技术不熟练;现场施工管理员对GB50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范执行力度不够。 预防措施： (1)加强对焊工的技能培训，特别是对立焊、仰焊等高难度焊接进行培训。 (2)避雷引下线的连接为搭接焊接，搭接长度为圆钢直径的6倍，因此，不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外，作为引下线的主钢筋土建如是对头碰焊，应在碰焊处按规定补一搭接圆钢。 室外进户管预埋。 现象：采用薄壁钢管代替厚壁钢管;预埋深度不够，位置偏差较大;转弯处用电焊烧弯，上墙管与水平进户管网电焊驳接成90°角;进户管与地下室外墙的防水处理不好。 原因分析：材料采购员采购时不熟悉国家规范，有的施工单位故意混淆以降低成本，施工管理员不严格或对承包者的故意违规行为不敢持反对意见，监理人员对材料进场的管理出现漏洞。 预防措施： (1)进户预埋管必须使用厚壁钢管。 (2)加强与土建和其他专业的协调配合，明确室外地坪标高。 (3)预埋钢管上墙的弯头必须用弯管机弯曲或购买专用的9倍弯头，不允许焊接和烧焊弯曲。钢管在弯制后，不应有裂缝和显著的凹痕现象，弯曲程度不宜大于管子外径的10%，弯曲半径不应小于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。 (4)做好防水处理。 电线管(钢管、PVC管)敷设。 (1)现象：电线管多层重叠;电线管埋墙深度太浅，甚至埋在墙体外的腻子层中。管子出现死弯、压折、凹痕现象;电线管进入配电箱，管口在箱内不平顺，露出太长;管口不平整、长短不一;管口不用保护胶圈;预埋PVC电线管时不是用堵头堵塞管，而是用钳夹扁扭弯管口。 (2)原因分析：建筑设计和电气专业配合不够，造成多条线管通过同一狭窄的平面。 (3)预防措施：当塔楼的住宅每层有6套以上时，土建最好采用公共走廊天花吊顶的装饰方式，电气专业的大部分进户线可以通过在吊顶之上敷设的线槽直接进入住户，也可采用加厚公共走道楼板的方式，使众多电线管得以隐蔽;电线管不能并排紧贴。电线管埋入砖墙内，离表面不应小于15mm，管道敷设要“横平竖直”;a电线管的弯曲半径(暗埋)不应小于管子外径的10倍，管子弯曲要用弯管机或弹簧使弯曲处平整光滑;b电线管进入配电箱要平整，露出长度为3mm～5mm，管口要用护套并锁紧箱壳。进人落地式配电箱的电线管，管口宜高出配电箱基础面50mm～80mm;预埋PVC电线管时，禁用钳将管口夹扁、扭弯，应用符合管径的PVC塞头封盖管口，并用胶布绑扎牢固。 导线的接线、连接质量和色标。 现象：多股导线不采用铜接头，直接做成“羊眼圈”状;与开关、插座、配电箱的接线端连接时，一个端子上接几根导线;线头裸露、导线排列不整齐，没有捆绑包扎;导线的三相、零线(N线)、接地保护线(PE线)色标不一致，或者混淆。 原因分析：施工人员未熟练掌握导线的接线工艺和技术。材料采购员没有按照要求备足所需的各种导线颜色及数量，或施工管理人员为了节省材料而混用。 预防措施： (1)多股导线的连接，应用镀锌铜接头压接。在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根，如需接2根，中间需加平垫片。 (2)导线编排要横平竖直，剥线头时应保持各线头长度一致，导线插人接线端子后不应有导体裸露。铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎。 (3)采购人员要按现场需要配足各种颜色的导线。施工人员应分清相线、零线(N线)、接地保护线(PE线)的作用与色标。 配电箱的安装、配线。 现象：箱体与墙体有缝隙，箱体不平直;箱体内的杂物未清理干净;箱壳的开孔不符合要求，特别是用电焊或气焊开孔，严重破坏箱体的油漆保护层和箱体的美观;落地的动力箱接地不明显，重复接地导线截面不够;箱体内线头裸露，布线不整齐，导线不留余量。 原因分析：安装箱体时与土建配合不够，土建补缝不饱满，箱体安装时没有用水准仪校水平。 预防措施： (1)认真将箱内的砂浆杂物清理干净。 (2)订货时严格标定尺寸，按尺寸生产，使箱体的“敲落孔”开孔与进线管相匹配。如不匹配，必须用机械开孔或送回厂家重新加工。 (3)动力箱的箱体接地点和导线必须明确显露出来，不能在箱底下焊接或接线。箱体内的线头要统一，不能裸露，布线要整齐美观，绑扎固定，导线要留有一定的余量，一般在箱体内要有10cm～15cm的余量。 开关、插座的盒和面板的安装、接线。 现象：线盒预埋太深，标高不一;面板与墙体间有缝隙，面板有胶、漆污染，不平直;线盒留有砂浆杂物;开关、插座的相线、零线、PE保护线有串接现象，开关、插座的导线线头裸露，固定螺栓松动，盒内导线余量不足。 原因分析：预埋线盒时没有牢靠固定，模板胀模，安装时坐标不准确。 预防措施： (1)与土建专业密切配合，准确牢靠固定线盒。当预埋的线盒过深时，应加装一个线盒。安装面板时要横平竖直，应用水平仪调校水平，保证安装高度的统一。 (2)加强管理监督，确保开关、插座中的相线、零线、PE保护线不能串接，先清理干净盒内的砂浆。 (3)剥线时固定尺寸，保证线头整齐统一，安装后线头不裸露。为了牢固压紧导线，单芯线在插入线孔时应拗成双股，用螺丝拧紧;开关、插座盒内的导线应留有一定的余量，一般最少预留100mm～150mm。 2. 结语 建筑电气工程是依赖于建筑物而存在和使用的，与人们的日常生产和生活等关系密切，其质量好坏直接影响建筑工程的安全性能和使用性能。有关部门的调查数据显示，每年我国发生的电气火灾居各类火灾之首，人身触电事故、电气设备损坏事故也时有发生。因此对建筑电气工程中的一些问题必须妥善地进行处理，防止在今后使用过程中各类事故的发生。 猜你喜欢： 1. 电气工程自动化毕业论文范文 2. 电气论文范文 3. 电气自动化专业毕业论文范文 4. 电气工程及其自动化分析毕业论文 5. 浅谈电气自动化毕业论文范文
随着科学技术的快速发展,电气工程自动化在多个领域发挥着越来越重要的作用,为人们的工作、学习和生活提供了极大的便利。下文是我为大家搜集整理的关于本科电气工程及其自动化 毕业 论文的内容，欢迎大家阅读参考!本科电气工程及其自动化毕业论文篇1 浅析电气工程电气技术的发展 一、关于电气工程技术发展环节分析 随着计算机网络系统的健全,电气工程应用技术也在不断深化,其现代电气工程系统逐渐健全,满足了时代经济对于电气工程技术的发展需要,电气工程的发展,离不开对其内部理论应用体系的健全,实际上电气工程理论体系的健全与当时的经济时代背景是分不开的,特别是在学科相互融合交叉的今天。科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步,科技是第一生产力,创新是社会发展的推动力。 二、关于电气学科环节的分析 1随着电气工程系统的不断健全,电气学科理论知识也在不断深化应用,这两者实现了相互促进。我国对于电气信息学科的划分包括以下内容,其属于工学门类,其学科分支有电气工程、信息通信工程、计算机科学技术等。无论是哪一个学科分支,其都以计算机应用为基础,这是电气学科的理论实践基础,也是电气工程的应用基础。随着时代的发展,其技术工程及其电磁类的基础学科得到有效结合。实现了对其现代电气工程的发展,满足了市场经济的发展需要。我国电气工程一级学科下设五个二级学科:电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术,电气工程包含的专业基础理论有电路原理、模拟电子、数字电子、微机原理与接口技术、单片机原理、自动控制原理、电磁理论、MATLAB仿真等。专业理论有电力系统及其暂态分析、电力电子、电机学、高电压与绝缘、电力拖动、输配电、工厂企业供电、电力市场等。 2目前来说,国外发达国家的电气工程专业体系是比较健全的,随着经济时代的发展,其内部理论实践体系日益健全,伴随着科学技术的发展而发展。在以前的电气工程专业中,国外发达国家的教学是以电力工程为主要的模式,随着知识经济时代的发展,其电子技术及其计算机技术逐渐成为电气工程的应用核心,其电气学科体系日益健全。有些国外高校的电气工程教学过程中,实现了对电力工程学科的取缔,取而代之的是电气工程的计算机应用教学,这满足了国际经济发展的局势,实现了对电气工程的更新,保障了电气学科系统的健全,确保其内部各个环节的有效协调,无论是电气学科的健全还是电气工程技术的更新,这一定程度提升了国外发达国家的发展的软硬实力。我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门,即我国最早的无线电专业,如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年,清华大学设置了电机系。建国后,我国建立了一大批以工科为主的多科性大学,其中大多设立了电机工程系。1977年以后,大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”,近几年来,部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同,但内涵有很大区别,我国大学一般都是强弱电分开,即电气类与电信类分设在不同的学院。 随着我国经济的发展,我国高校的电气工程教学中,电力学科也逐渐实现了与现代信息技术的融合,符合了国家信息化经济的法发展需要,这有效推动了我国的电气工程的学科应用系统的健全,进行其电气工程领域的技术创新模式的应用,保障其内部技术应用环节的优化。在此过程中,我们为了本国的电气经济的发展需要,需要进行国外电气学科的先进管理 经验 的汲取。国外发达国家的着名大学大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院,以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。与其他学科不断交叉融合,拓展了研究领域,大量的研究都是在跨学科领域开展的。与企业联系密切,科技成果转换能力强,引领产业技术更新。 三、关于电气技术发展前景的分析 电气技术的未来发展前景是非常广阔的,其影响着电力工业及其相关电力行业发展,可以说电气技术的应用发展,是国家经济建设的重要环节。电气技术的发展,也推动了可再生能源技术的深化应用,满足了国家经济的健康可持续发展,实现了对风电技术、光伏技术及其氢能的有效应用,这符合未来电气工程的发展需要,满足低碳经济的发展需要。特别是氢能技术的应用,氢能有其他能源无与伦比的优势,其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。单位重量的发热量叫热值,氢的热值是汽油的3倍,煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源,但目前还处在实验室阶段,距工业应用还有一段距离。超导技术的深化,满足了电气工程的发展需要,促进其综合社会效益的提升,通过对其超导储能系统的深化应用,实现对其电能的有效转换,实现对其电磁能的应用。它是一种高效的储能系统,能够实现对电网的安全性的提升,满足了实际工作的需要。保障电网安全。超导大容量电缆,可大大降低输电过程中的电耗,提高能源效率。灵活交流输电技术,用大功率电子器实现对电力系统电压、参数、功率、相位角等的实时调节控制,以实现电力系统的安全稳定性和输电过程中的能耗。 四、结束语 为了满足国家经济的健康可持续发展,该文就电气工程技术与学科发展环节展开了研究深化,以方便现实难题的解决,促进电气工程系统的健全。 本科电气工程及其自动化毕业论文篇2 浅探电气工程自动化 摘要：科学技术的发展进程中，工业发展迅速，特别是近年来信息技术成果越来越多地用于电气工程，使得电气工程的发展前景良好。但是，电气工程中融入自动化技术，实现了电气工程各项工作顺利展开的同时，还存在着一些不足。因此，针对电气工程自动化的不足问题进行分析，并具有针对性地提出改进 措施 。本论文针对电气工程自动化的不足及改进措施进行探究。 关键词：电气工程;自动化;不足;改进措施 1前言 在各个行业中，电气工程的应用程度以及未来发展状况成为衡量自动化技术水平的关键衡量指标。目前的电气工程自动化发展中，受到诸多因素的相应而导致其不足，具有针对性地制动改进措施并落实到电气工程的实际运行中，以提高自动化技术水平。 2电气工程自动化的发展现状 电气工程自动化是伴随着信息技术而发展起来的综合性学科，在中国的工业领域中已经广泛应用。作为一门新兴的科学技术，电气工程自动化的发展直接关乎到人们的生产生活。随着信息技术的发展，电气工程自动化也呈现出迅猛发展的态势，已经成为推进高科技发展的重点内容。中国的工业领域、农业领域和国防领域中，电气工程自动化都成为了基础技术而发挥着重要的作用[1]。可见，电气工程自动化成为了中国国民经济快速发展的重要力量。即便是在科技研究领域中，电气工程自动化作为建立在信息技术基础上的学科，被不断地研发，并将研发成果在应用领域中得以验证，不仅使得人们的 思维方式 发生了改变，对中国的工业发展和科技进步具有重要的意义。 3电气工程自动化所存在的不足 电气工程自动化没有树立明确的技能目标 中国的工业领域汇总，电气工程所发挥的作用是不容忽视的，对推动中国的工业生产发展发挥着基础性作用。随着中国的工业智能化方向发展，已经新的科技成果被研发出来，并应用于仪器设备中，使得这些仪器设备在工业领域中得以应用，大大地提高了工业生产效率。但是，工业生产领域中的电气工程由于能源消耗量大而没有发挥能源节约的作用，不利于节能减排。电气工程领域中，要提高工作人员的安全意识，才能够确保工业生产质量。工作人员安全操作不仅可以确保机械设备的使用规范，更重要的是能够保证自身的生命健康。市场竞争环境下，越来越多的工业企业注重经济效益而忽视了安全质量问题，对电气工程质量没有采取有效的监督管理办法，特别是最终点结构检验，没有将施工质量管理落到实处，导致电气工程质量不符合规定的标准。 电气工程自动化的系统集成化程度较低 电气工程自动化技术的发展迅速，是其功能的完善性起到了重要的推动作用。着眼于未来，电气工程自动化的发展进程中，系统化集成化是重要的趋势。从中国目前的电气工程自动化发展状况来看，虽然该技术已经被广泛地应用与各个领域中，但是，集成化程度依然不足，因此而导致中国的工业发展距离经济发展国家还相对落后[2]。目前的电气工程自动化技术目前存在着独立性运行弊端，由于功能单一，且电气工程运行中子系统之间衔接性度不够，使得电气工程自动化的信息共享力度不够，导致电气自动化系统的功能难以充分发挥。 电气工程自动化的网络构架各不相同 电气工程自动化技术的发展目标是将其系统化构造建立起来。但是，从目前的电气工程自动化网络构架来看，各有不一，对电气工程自动化技术产生了不利影响。特别是电气工程自动化系统的生产厂家在研发软件产品和硬件产品的时候，没有建立统一的接口而导致各种自动化设备难以兼容，不利于信息资源的共享，使得电气工程自动化难以系统化运行。 4电气工程自动化问题的应对措施 重视电气工程自动化的节能设计 设计电气工程中，要重视节能设计，从实践的角度出发使得电气工程自动化运行中可以发挥节能效果。为了使得电气工程运行中的能源损耗降低，就要首先采取设计措施对变压器进行技术改造，或者选用绕组阻值较小的变压器，从而使得能源消耗量降低[3]。从工业企业的角度而言，电力变压器的选用，要优先考虑节能型变压器，以降低能源损耗。在辅助性设施的选用上，包括照明设备以及配套设施等等，都会相应地减少。只有在电气工程自动化设计中做到节能减排，才能够促使电气工程更好地发展。 3 重视电气工程自动化的质量管理 要做好电气工程自动化的质量管理工作，就要在电气工程建设中提高质量管理意识，定期地对工作人员开展技术能力培训和岗位责任培训是非常必要的，以使所有工作人员的综合素质有所提高。电气工程施工中，认真把握材料设备的质量是非常重要的[4]。施工的材料设备要专人采购，经过检测合格后才能够进入到施工现场，以保证施工质量。电气工程建设中，要高度重视监督管理工作，要求所有的工作人员都要按照规范执行本职工作，并在确保工程质量的前提下对施工进度进行调整，以确保电气工程建设顺利展开。 重视电气工程自动化系统运行的集成化 电气工程企业要确保该项技术能够系统化展开，集成化运行，就要将系统开发平台建立起来。这就需要电气工程自动化专业技术人员要具备较高的综合素质，在运用专业技术能力的同时，还要具备一定的创新能力，随着电气工程自动化技术人员的主观积极性充分地发挥出来，就会更多地在设计中考虑到电气工程运行中各种设备的兼容性，从而降低电气工程运行成本。 5结语 综上所述，自动化技术逐渐地渗入到工业领域中，逐步取缔了手工操作，不仅提高了工作效率，而且还塑造了安全的工作环境。但是，电气工程运行中，尚存在着诸多的不足，需要从工程实际出发不断地改善，以提高电气工程运行效率。 参考文献: [1]卢龙龙.刍议电气工程及其自动化存在的问题与对策[J].科技创新与应用，2013(31):114. [2]徐梅玉.我国电力企业对电气工程及其自动化技术的运用探讨分析[D].武汉:湖北工商学院硕士学位研究生，2012. [3]杨利利.刍议电气工程及其自动化问题及对策[J].中国新技术新产品，2013(04):120. [4]王关媛.电气工程及其自动化对我国经济发展的影响[D].吉林:吉林 财经 学院硕士学位研究生，2012. 猜你喜欢： 1. 电气工程及其自动化本科毕业论文 2. 有关电气工程及其自动化本科毕业论文 3. 电气工程及其自动化分析毕业论文 4. 有关电气工程及其自动化专业毕业论文 5. 电气工程及自动化专业毕业论文
第一作者：Yuqi Li
通讯作者：胡勇胜，陆雅翔
通讯单位：中国科学院物理研究所
【研究亮点】
报告了一种能量密度超过200 Wh kg-1的初始无负极钠电池，高于商用 LiFePO4||石墨电池。 通过在铝集流体上引入石墨碳涂层以及电池中加入含硼电解质，结果表明均匀的成核和稳定界面可实现可逆和无裂纹的钠沉积。钠电池在不施加额外压力的情况下的 循环寿命达到了260次 ，这是零过量钠的大尺寸电池的最长寿命。
【主要内容】
考虑到全球丰富的钠储量及其分布，钠离子电池（NIBs）是一种具有成本效益的电能存储选择。然而，受限于Na相对较大的原子尺寸和重量，目前NIBs的能量密度普遍低于160 Wh kg-1，低于商业锂离子电池的能量密度。实现更高能量的一个有前景的解决方案是用超薄钠金属替换NIB中的插入型电极，以制造钠金属电池（NMB）。然而，由于金属钠的柔软和粘性，加工和成型都很难生产出超薄的钠金属负极。另一方面，具有含有过量钠的厚负极NMB可能会牺牲能量密度。无负极钠电池 (AFNB) 配置可以解决上述问题。在AFNB中，“真正的负极”是在第一次充电过程中原位电化学形成的；在负极侧形成的Na始终被封装而没有暴露在空气中，并且没有Na被浪费，因为活性Na+穿梭完全来自正极材料。这不仅有利于制造过程，而且还提高了AFNB的能量密度。 然而，在AFNB运行过程中，活性Na被不断消耗并且易断裂和重建的固体电解质界面相(SEI)将导致容量快速衰减。在重复沉积和剥离过程中，不均匀的沉积形态也会导致“死钠”，从而导致低库仑效率 (CE)。
鉴于此， 中国科学院物理研究所 胡勇胜研究员、陆雅翔副研究员团队使用BPG电解质（ M NaPF6和 M NaBF4 溶在二甘醇二甲醚中）、GC（石墨碳）集 流体和层状氧化物正极，通过界面工程策略制造了具有协同界面的AFNB。 基于GC上的小而均匀的Na成核，实现了平整的Na沉积以及稳定的SEI和CEI。冷冻电镜以及TOF-SIMS等先进表征手段和分子动力学模拟表明，由于BPG的特殊溶剂化形态，B-O在SEI的外层呈现二维分布，而在CEI的内层呈现三维分布。 这有效地抑制了死Na或Na枝晶的形成，修复了Na沉积和剥离过程中形成的裂纹，保护了正极的结构完整性并防止了与电解质的副反应。 组装的具有高安全性的无负极钠电池可提供超过 200 Wh kg 1的能量密度，考虑到使用无Co、V层状氧化物正极、贫非浓缩电解质、薄涂层集流体以及干燥室生产，这是非常具有成本效益的。 此外，得益于构建的协同界面，AFNB的循环寿命延长至260次以上，而且无需额外的压力或高温。 AFNB目前的瓶颈是能量密度低和实际条件下的循环稳定性有限。在这些方面，通过展示使用贫醚电解质的高压区间应用，这项工作为高性能钠电池提供了对应的原型解决方案。本文提出的界面工程的思路有望刺激电池组件的进一步优化，促进未来AFNB的大规模应用。
Fig. 1 | Sodium batteries with cooperative interfaces using a graphitic carbon coating as the current collector and BPG as the electrolyte.
Fig. 2 | Current collectors and morphologies of Na plating and stripping.
Fig. 3 | Selection and assessment of electrolytes and SEI/CEI films.
Fig. 4 | Performance and mechanism of cooperative interfaces.
Fig. 5 | Comparison among different kinds of Na-based batteries.
Fig. 6 | Electrochemical performances and safety assessment of proposed Na batteries with cooperative interfaces.
【文献信息】
Li, Y., Zhou, Q., Weng, S. et al. Interfacial engineering to achieve an energy density of over 200 Wh kg 1 in sodium batteries. Nat Energy (2022).
撰文 / 涂彦平
编辑 / 张 南
设计 / 师玉超
“氯化钠在海水中含有相当大的分量。而我从海水中提出来的就是钠，可以用它来产生电能。
“钠能吗？
“是的，先生。……钠电池能量很大，它的电动力比锌电池要强好几倍。”
这是法国作家凡尔纳的小说《海底两万里》中尼摩船长和阿罗纳克斯教授的对话。这部诞生于1870年的小说，已经写出了人类对钠电池的想象。
而现实中钠离子电池的出现则推迟了差不多一百年。
1976年，Whittingham研究发现了二硫化钛（TiS2）能够进行锂离子（Li+）的嵌入和脱出，并制作了Li||TiS2电池，钠离子（Na+）在TiS2中的可逆脱嵌机制也被发现。
1980年，Armand提出“摇椅式电池”（Rocking Chair Battery）概念。锂离子就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就在摇椅两端来回运动。钠离子电池同锂离子电池的原理相同，同被称作摇椅式电池。
原理一样，几乎同时出现，但钠离子电池和锂离子电池两兄弟的命运走向却截然不同。
到了20世纪80年代，Delmas和Goodenough相继发现了层状氧化物材料 NaMeO2可作为钠离子电池正极材料。（Goodenough和上面提到的Whittingham同获2019年诺贝尔化学奖）1988年，Fouletier研究了软碳和石墨的储钠性能，开启了钠离子电池碳类负极材料研究。
1990年，日本索尼公司基于石墨负极完成了锂离子电池的商业化的突破，并于第二年5月投放市场。从此，锂离子电池迎来属于自己的时代，而钠离子电池陷入长久的沉寂。
直到2000年，Stevens和Dahn发现硬碳材料具有优秀的钠离子脱嵌性能，钠离子电池负极材料的研究有了重大转折。
2015年，由法国RS2E主导开发的全球首颗18650圆柱型钠离子电池诞生，电芯能量密度达到90Wh/kg，循环寿命超过2000次。
此后，法国的Tiamat、英国的Faradion、美国的Natron Energy、中国的中科海钠等公司在钠离子电池领域均有了自己的研究成果。
2021年6月，中科海钠推出的全球首套1MWh钠离子电池储能系统在山西太原正式投入运营。
图片来源：中科海钠
同年7月，全球动力电池龙头老大宁德时代正式发布钠离子电池，并明确表示已启动产业化布局，2023年前将基本形成产业链。
彼时，新能源汽车正深受碳酸锂高价之苦，钠离子电池让行业看到了一种近在咫尺的替代方案。
虽然商业化比锂离子电池晚了差不多30年，但钠离子电池还是等来了属于它的时代。虽迟但到，桑榆非晚。
覆盖多元应用场景
要论资源储量，地球上的钠要比锂多得多。钠资源非常丰富，地壳丰度为，位列第6位；锂的地壳丰度只有，位列第27位。
而且，钠遍布全球，而锂75%的资源集中在美洲。所以，相比之下，钠的供应链也更加安全。
因为资源丰富，钠的价格也很实惠，2元/kg。而锂的价格是150元/kg。钠离子电池的材料成本要比锂离子电池降低30%-40%。
图片来源：中科海钠官网
正极材料方面，钠离子电池主要有层状氧化物、聚阴离子化合物以及普鲁士类化合物等三种路线；负极材料方面，主要是硬碳、软碳等碳基材料。
2021年7月29日，宁德时代发布钠离子电池，正极材料采用了克容量较高的普鲁士白材料，负极材料使用了具有独特孔隙结构的硬碳材料。基于材料体系的突破，宁德时代第一代钠离子电池电芯单体能量密度达160Wh/kg。
2022年12月，亿纬锂能发布了大圆柱钠离子电池产品，正极采用层状氧化物，负极采用硬碳，能量密度为135Wh/kg，循环次数达到2500次。
蜂巢能源计划2023年第一季度完成第二代钠离子电池产品的设计定型，能量密度为135Wh/kg，第四季度计划完成160Wh/kg的钠离子电池开发。
因为能量密度介于铅酸电池和锂离子电池之间，钠离子电池将主要应用在两轮电动车、三轮电动车、低速电动车、储能和新能源汽车等领域。
中科海纳的钠离子电池商业化尝试是走在前面的，2018年首辆钠离子电池低速电动车亮相，2019年首座钠离子电池储能电站问世，2021年全球套1MWh 钠离子电池储能系统成功投入运行。
2021年，钠创新能源先是发布了全球首套钠离子电池-甲醇重整制氢综合能源系统，又与爱玛科技联合发布了全球首批钠离子电池驱动双轮电动车。
EVTank、伊维经济研究院发布的《中国钠离子电池行业发展白皮书（2023年）》提出，2025年之前钠离子电池的主要出货领域将集中在以两轮车为代表的小动力，2025年之后在储能领域的应用将逐步提升，2026年储能用钠离子电池将成为最大的应用场景。
根据2022年6月国家能源局发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》，在防止电化学储能电站火灾事故方面有明确规定，“中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池”。
这个导向很明确，客观上利好钠离子电池在储能领域的应用。
在乘用车端，钠离子电池普遍只能满足400公里以下较低续航车型的需求。不过，宁德时代官宣的AB电池方案，通过锂钠混搭优势互补，可以满足续航500公里的车型需求，“有望覆盖纯电动乘用车65%左右的市场”。
步入量产关键期
2022年，中科海钠分别在山西太原及安徽阜阳建成钠离子电池千吨级正负极材料和1GWh电芯生产线，率先开启了产业化之路。
值得一提的是，2022年3月，华为通过旗下平台哈勃投资，认缴出资约413万元购得中科海钠近股份，成为其第三大股东。
进入2023年，越来越多的钠离子电池企业公布了自己的产业化进展。
图片来源：思皓新能源
2月23日，思皓新能源与中科海钠联合打造的行业首台钠离子电池样车公开亮相，装车试验的是思皓EX10花仙子。这款钠电版车型的续航里程为252km，电池包容量为25kWh，电芯能量密度140Wh/kg，系统能量密度120Wh/kg，快充时间（SOC 10%-80%）为20分钟。
中科海钠总经理李树军接受媒体采访时透露：“随着钠电池产业化规模的扩大，相比磷酸铁锂电池，行业普遍认为将有20%-30%的电芯成本优势。当然，这一数据也跟碳酸锂价格相关。体现在整车上，可能有约10%的成本优势。”
3月1日，孚能科技宣布已经收到江西江铃集团新能源汽车有限公司EV3 钠电池定点函，将为其供应钠离子电池包总成，预计2023年第二季度实现量产装车。
在3月9日进行的年报电话会中，宁德时代表示，公司钠离子电池预计将于2023年实现产业化，具体规模取决于客户项目的进展情况。相较锂离子电池，公司钠离子电池“现在成本优势是比较明显的，待供应链成熟后会更具优势”。
3月10日，多氟多在投资者互动平台表示，公司钠离子电池现已有产品正在多家车厂进行车载测试。到2023年底,多氟多河南基地钠离子电池年产能有望达到1GWh。除了自己生产钠离子电池，多氟多已经具备千吨级的六氟磷酸钠生产能力，并批量对外供货。
在生产制造方面，钠离子电池与锂离子电池生产工艺基本类似，可以通过调试传统的锂离子电池产线快速完成钠离子电池的产能布局。
墨柯告诉汽车商业评论，钠离子电池的产业化，在技术上已经没有什么大问题，量产时还会有一些具体问题需要解决，另外，还需要看下游应用产品（如电动自行车、新能源乘用车等）对钠离子电池的验证过程，有可能在验证过程中也还会发现一些具体问题。
锂价回落，对钠离子电池影响几何
钠离子电池已经写入多个政府文件，作为新型电池路线被鼓励大力发展。
2023年1月，工信部等六部门印发《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，明确提出要加快研发钠离子电池等新型电池。“聚焦电池低成本和高安全性，加强硬碳负极材料等正负极材料、电解液等主材和相关辅材的研究，开发高效模块化系统集成技术，加快钠离子电池技术突破和规模化应用。”
2022年7月，我国首批钠离子行业标准《钠离子电池术语和词汇》《钠离子电池符号和命名》计划正式下达，起草单位包括中科海钠、宁德时代、比亚迪等单位。此举将进一步推动钠离子产业的规范化。
EVTank判断，2030年钠离子电池的实际出货量将达到347GWh，届时最大的应用领域将是储能。
EVTank还指出，目前影响钠离子电池大规模应用最敏感的因素在于钠离子电池与锂离子电池和铅酸电池的成本对比。根据它的推算，钠离子电池的成本目前在元/Wh左右，高于磷酸铁锂电池和铅酸电池，成本优势尚未完全体现。
从国内机构生意社的数据来看，碳酸锂的价格在持续走低。3月15日，电池级碳酸锂基准价为万元/吨，相比本月初的万元/吨下降了12%，相比去年11月万元/吨的价格高点更是跌了41%。
图片来源：生意社
如果碳酸锂价格继续下跌，钠离子电池的成本优势也就相应缩小，这会影响钠离子电池的产业化落地吗？
EVTank直言碳酸锂价格的波动将是后期影响钠离子电池大规模应用的最关键因子之一。
墨柯表示：“碳酸锂价格跌跌不休，使得锂离子电池成本在持续走低，而钠离子电池的成本要做到比锂离子电池低，是需要上规模的，这些因素相互作用，确实对钠离子电池的应用推广不太有利。”
今年2月，多氟多在回答投资者提问时透露公司第一批商用化量产的钠离子电池预估成本低于锂电池，并表示“即使碳酸锂价格降到10万元/吨，钠电仍然有竞争力”。
在汽车商业评论看来，钠离子电池的成本优势还是其次，它最大的价值在于可以解决锂资源供应紧张和锂价暴涨的问题，所以，它的存在本身就是一种制衡手段。这种存在价值不因锂价的一时走低就消失。
属于钠离子电池的时代，才刚刚开始。
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锂钠同族，物化性质有类似之处
锂、钠、钾同属于元素周期表ⅠA 族碱金属元素，在物理和化学性质方面有相似之处，理论上都可以作为二次电池的金属离子载体。
锂的离子半径更小、标准电势更高、比容量远远高于钠和钾，因此在二次电池方面得到了更早以及更广泛的应用。
但锂资源的全球储量有限，随着新能源 汽车 的发展对电池的需求大幅上升，资源端的瓶颈逐渐显现，由此带来的锂盐供需的周期性波动对电池企业和主机厂的经营造成负面影响，因此行业内部加快了对资源储备更加丰富、成本更低的电池体系的研究和量产进程，钠作为锂的替代品的角色出现，在电池领域得到越来越广泛的关注。
综合性能优于铅酸电池，能量密度是短板
钠离子电池与锂离子电池工作原理类似。与其他二次电池相似，钠离子电池也遵循脱嵌式的工作原理，在充电过程中，钠离子从正极脱出并嵌入负极，嵌入负极的钠离子越多，充电容量越高；放电时过程相反，回到正极的钠离子越多，放电容量越高。
能量密度弱于锂电，强于铅酸。
在能量密度方面，钠离子电池的电芯能量密度为100-160Wh/kg，这一水平远高于铅酸电池的30-50Wh/kg，与磷酸铁锂电池的120-200Wh/kg相比也有重叠的范围。
而当前量产的三元电池的电芯能量密度普遍在200Wh/kg以上，高镍体系甚至超过 250Wh/kg，对于钠电池的领先优势比较显著。
在循环寿命方面，钠电池在3000次以上，这一水平也同样远远超出铅酸电池的300次左右。
因此，仅从能量密度和循环寿命考虑，钠电池有望首先替代铅酸和磷酸铁锂电池主打的启停、低速电动车、储能等市场，但较难应用于电动 汽车 和消费电子等领域，在这两大领域锂电仍将是主流选择。
安全性高，高低温性能优异。
钠离子电池的内阻比锂电池高，在短路的情况下瞬时发热量少，温升较低，热失控温度高于锂电池，具备更高的安全性。因此针对过 充过 放、短路、针刺、挤压等测试，钠电池能够做到不起火、不爆炸。
另一方面，钠离子电池可以在-40 到80 的温度区间正常工作，-20 的环境下容量保持率接近90%，高低温性能优于其他二次电池。
倍率性能好，快充具备优势。
依赖于开放式3D结构，钠离子电池具有较好的倍率性能，能够适应响应型储能和规模供电，是钠电在储能领域应用的又一大优势。
在快充能力方面，钠离子电池的充电时间只需要10分钟左右，相比较而言，目前量产的三元锂电池即使是在直流快充的加持下，将电量从20%充至80%通常需要30分钟的时间，磷酸铁锂需要45分钟左右。
资源端：克服锂电瓶颈
锂电池面临资源瓶颈，钠资源相对丰富。锂的地壳资源丰度仅为。
根据美国地质调查局的报告，随着锂矿资源勘探力度增加，2020年全球锂矿储量提高到 2100万吨锂金属当量（折合碳酸锂亿吨），同比增长；若按照每辆电动车使用50kg碳酸锂测算且不考虑碳酸锂的其他下游市场，当前锂储量仅能够满足20亿辆车的需求，因此存在资源端的瓶颈。
分区域看，全球主要锂矿资源国锂储量均有不同程度的提高，澳大利亚和中国增加较多，其中澳大利亚锂储量由2019年的280万吨提高到470万吨锂金属当量，而2020年中国锂储量则大幅提升50%至150万吨锂金属当量。
总体来看，智利和澳大利亚仍为全球前两大锂资源拥有国，2020年分别约占全球锂资源储量的和。
与之相比，钠资源的地壳丰度为，是锂资源的440倍，同时分布广泛，提炼简单，钠离子电池在资源端具有较强的优势。
锂价上涨带来企业成本端的扰动。
从短期来看，由于2021年开始锂的需求增长，而上游锂矿供给有所收缩以及去库存，锂矿以及锂盐价格在2020年见底，2021年上半年价格回升幅度较大；从长期来看，锂资源存在产能瓶颈引发市场对于锂价中枢上移的预期。
对于企业来说，长期稳定的原材料价格对于自身的正常经营意义重大，锂价的持续上涨可能加速企业寻找性价比更高的替代品的进程。
中国锂资源对外依存度较高。
中国锂矿主要分布在青海、西藏、新疆、四川、江西、湖南等省区，形态包括锂辉石、锂云母和盐湖卤水。
受制于提锂技术、地理环境、交通条件等客观因素，长期以来中国锂资源开发较慢，主要依赖进口；近年来随着下游需求增长以及技术进步，中国锂资源开发进度有所加速。
在不考虑库存下，2020年中国锂行业对外资源依赖度超70%，维持较高水平。
发展钠离子电池具备战略意义。
中国大力发展新能源 汽车 的目的除了降低碳排放、解决环境问题之外，减少对传统化石燃料的进口依赖也是重要原因之一。
因此，若不能有效解决资源瓶颈问题，发展电动车的意义就会打一定折扣。
除了锂资源外，锂电池其他环节如钴和镍也面临进口依赖以及价格大幅波动的难题，因此发展钠离子电池具备国家层面的战略意义。
2020年，美国能源部明确将钠离子电池作为储能电池的发展体系；欧盟储能计划“电池 2030”项目将钠离子电池列在非锂离子电池体系的首位，欧盟“地平线2020研究和创新计划”更是将钠离子材料作为制造用于非 汽车 应用耐久电池的核心组件重点发展项目；国内两部委《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出坚持储能技术多元化，加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范。
钠离子电池已经受到越来越多国家的关注和支持。
材料端：凸显成本优势
正极材料
正极材料使用钠离子活性材料，选择呈现多样化。
正极材料是决定钠离子电池能量密度的关键因素，目前研究和有量产潜力的材料包括过渡金属氧化物体系、聚阴离子（磷酸盐或硫酸盐）体系、普鲁士蓝（铁氰化物）体系三大类。
过渡金属氧化物为当前正极材料主流选择。
层状结构过渡金属氧化物2（M 为过渡金属元素）具有较高比容量以及其与锂电池的正极材料在合成以及电池制造方面的许多相似性，是钠离子电池正极材料有潜力得到商业化生产的主流材料之一。
然而，层状结构过渡金属氧化物在充放电过程中易发生结构相变，在长循环和大电流充放电中容量衰减严重，使其具有较低的可逆容量及较差的循环寿命。
常见的改善手段主要有体相掺杂、正极材料表面包覆等。
中科海钠采用了P2型铜基层状氧化物（），显著提升正极材料的容量水平，并且电池能量密度达到145Wh/kg；
钠创新能源采用的O3型铁酸钠基三元氧化物（）具有较高的克容量（超过130mAh/g）和良好的循环稳定性；
英国Faradion公司采用镍基层状氧化物材料，电池能量密度超过140Wh/kg。
磷酸钒钠是研究的主流方向之一。
聚阴离子型化合物 , Na[() ] (M 为可变价态的金属离子如Fe、V等，X为P、S等元素)，具有较高电压、较高理论比容量、结构稳定等优点，但电子电导率低，限制了电池的比容量和倍率性能。
目前业界研究最多材料的主要包括磷酸铁钠、磷酸钒钠、硫酸铁钠等，并通过碳包覆以及参入氟元素提升导电性以及容量。
钠创新能源将磷酸钒钠作为重点研发的钠电池正极材料之一，中科院大连物化所已实现三氟磷酸钒钠的高效合成和应用。
普鲁士蓝材料具有更高的理论容量。
普鲁士蓝类材料，Na[()6] (为 Fe、Mn、Ni 等元素)具有开框架结构 , 有利于钠离子的快速迁移；理论上能够实现两电子反应，因此具有高的理论容量。
但在制备过程中存在结构水含量难以控制等问题，并且容易发生相变以及与电解质产生副反应导致循环性能变差。
辽宁星空钠电致力于 （CN）6的产业化研究，理论容量高达170mAh/g； 宁德时代采用普鲁士白（Nan[Fe()6]）材料，创新性地对材料体相结构进行电荷重排，解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题。
钠离子电池在材料端拥有显著的成本优势。
由于碳酸钠价格远低于碳酸锂，并且钠离子电池正极材料通常使用铜、铁等大宗金属材料，因此正极材料成本低于锂电池。
根据中科海钠官网数据，使用NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的正极材料成本仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池正极材料成本的40%，而电池总的材料成本较后者降低 30%-40%。
负极材料
钠离子电池负极材料主要包括碳基材料（硬碳、软碳）、合金类（Sn、Sb等）、过渡金属氧化物（钛基材料）和磷酸盐材料等。
钠离子半径大于锂离子，难以嵌入石墨类材料，因此锂电池传统的石墨负极并不适用于钠电池。
合金类普遍体积变化较大，循环性能较差，而金属氧化物和磷酸盐材料容量普遍较低。 无定形碳为钠电池主流材料。
在已报道的钠离子电池负极材料中，无定型碳材料以其相对较低的储钠电位，较高的储钠容量和良好的循环稳定性等优点而成为最具应用前景的钠离子电池负极材料。
无定型碳材料的前驱体可分为软碳和硬碳前驱体，前者价格低廉，在高温下可以完全石墨化，导电性能优良；后者价格较高（10-20万元/吨），在高温下不能完全石墨化，但其碳化后得到的碳材料储钠比容量和首周效率相对较高。
以亚烟煤、烟煤、无烟煤为代表的煤基材料具有资源丰富、廉价易得、产碳率高的特点，采用煤基前驱体制备出的钠离子电池负极材料，储钠容量约220mAh/g，首周效率可达80％，是目前最具性价比的钠离子电池碳基负极材料；但该类材料存在微粉多、振实密度低、形状不规则等特性，在电芯生产过程中不利于加工。
中科海钠以亚烟煤、褐煤、烟煤、无烟煤等煤基材料为主体，沥青、石油焦、针状焦等软碳前驱体为辅材，提出一种能够改善煤基钠离子电池负极材料的加工性能和电化学性能的方法，制备工艺简单、成本低廉，能够得到微粉含量低、振实密度高的电池负极材料。
宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料，其具有易脱嵌、优循环的特性；比容量高达350mAh/g，与动力类石墨水平相当。
电极集流体皆为铝箔，成本更低。
在石墨基锂离子电池中，锂可以与铝反应形成合金，因此铝不能用作负极的集流体，只能用铜替代。
钠离子电池的正负极集流体都为铝箔，价格更低；根据中科海钠官网数据，使用 NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的集流体（铝-铝）成本仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池集流体（铝-铜）成本的20%-30%。
集流体是除正极外，材料成本与锂电池差异最大的环节。
电解液
和锂离子电池相似，钠离子电池电解质主要分为液体电解质、固液复合电解质和固体电解质三大类。
一般情况下 , 液体电解质的离子电导率高于固体电解质。
在溶剂层面，酯类和醚类电解液是最常用的两种有机电解液，其中酯类电解液是锂离子电池体系的主要选择，因为其可以有效地在石墨负极表面进行钝化且高电压稳定性优于醚类电解液。
对于钠离子电池：
首先，目前主流的研发机构依然沿用了酯类溶剂，如PC、EC、DMC、EMC等，针对不 同的正负极和功能配方有所不同，且 PC 的用量占比高于锂电池；
其次，由于在醚类电解液中钠离子和醚类溶剂分子可以高度可逆地发生共插层反应，且有效地在负极材料表面构建稳定的电极/电解液界面，所以受到越来越广泛的关注和研究；
最后，水系电解液也是新的研究领域之一，以水为电解液溶剂替代传统有机溶剂，更加环保安全且成本低。
在电解质层面，锂盐将换成钠盐，如高氯酸钠（NaClO4）、六氟磷酸钠（NaPF6）等。
在添加剂层面，传统通用添加剂体系没有发生明显变化，如FEC在钠离子电池中依然被广泛应用。
其他
隔膜方面，钠离子电池和锂电池技术类似，对孔隙率的要求或有一定差异。
外形封装方面，钠离子电池也包括圆柱、软包和方形三种路线。
根据各家官网显示，中科海钠主要为圆柱和软包路线，钠创新能源则三种技术路线都有。
设备工艺方面，与锂电池区别不大，有利于钠电池沿用现成设备和工艺快速投入商业化生产。
规模化生产后成本有望低于元/Wh。
当前由于产业链缺乏配套、缺乏规模效应，钠离子电池的实际生产成本在1元/以上；政策的支持和龙头企业大力推广有望加速产业化进程，若达到当前锂电池的市场体量，成本有望降至元/Wh，与锂电池相比具备优势。
钠离子电池重回舞台，研究热度升温
钠离子电池的研究始于1970年左右，最初与锂离子电池都是电池领域科学家研究的重点方向。
20世纪80年代，锂离子的正极材料研究首先取得突破，以钴酸锂为代表，和由石墨构成的负极材料组合，让锂电池获得了极佳的性能；让两者真正分野的是索尼在1991年成功将锂电池商用化并首先应用于消费电子领域。
锂电池商用化的顺利进行反向抑制了钠离子电池技术路线的发展，当时商用的锂离子电池循环寿命能达到钠离子电池的10倍左右，两种电池的产品性能表现相去甚远，锂离子电池获取了科学家和资本、产业的绝对关注。
2010年之后，由于大规模储能市场的场景逐渐清晰以及产业界对未来锂资源可能面临供给瓶颈的担忧，钠离子电池重新进入人们的视野。
之后十年时间，全球顶尖的国家实验室和大学先后大力开展钠离子电池的研发，部分企业也开始跟进。
包括国际代表Faradion公司、国内代表机构中科海钠和钠创新能源以及锂电池代表企业宁德时代等。
Faradion英国牛津大学主导的Faradion公司成立于2011年，是全球首家从事钠离子电池研究的公司，15年开发出电池系统，材料为层状金属氧化物和硬碳体系。
之后多个国家也成立了相关机构和公司，例如法国科学院从15年开始开发磷酸钒钠电池，夏普北美研究院几乎同时开发长循环寿命的钠电池。
中科海钠
中科海钠成立于2017年，是国内首家专注于钠离子电池研发的公司，公司团队主要来自于中科院物理化学研究所。
2017年底，中科海钠研制出48V/10Ah钠离子电池组应用于电动自行车；2018年9月，公司推出首辆钠离子电池低速电动车；
2019年3月，公司自主研发的30kW/100kWh钠离子电池储能电站在江苏省溧阳市成功示范运行；2020年9月，公司钠离子电池产品实现量产，产能可达30万只/月；
2021年3月，公司完成亿元级 A 轮融资，用于搭建年产能2000吨的钠离子电池正、负极材料生产线；2021年6月，公司全球首套1MWh钠离子电池储能系统在山西太原正式投入运营。
在材料体系方面，正负极材料分别选用成本低廉的钠铜铁锰氧化物和无烟煤基软碳，电芯能量密度已接近 150 Wh/kg, 循环寿命达4000次以上，产品主要包括钠电池以及负极、电解液等配套材料。
钠创新能源
钠创新能源诞生于2018年，由上海电化学能源器件工程技术研究中心、上海紫剑化工 科技 有限公司和浙江医药股份有限公司共同发起成立，技术团队主要来自于上海交通大学。
2019年4月，正极材料中试线建成并满负荷运行；2020年10月，公司二期生产规划基地建设；2021年7月，公司与爱玛电动车联合发布电动两轮车用钠离子电池系统。
在材料体系方面，公司在铁酸钠基三元氧化物方面研究较为深入，产品主要包括钠电池以及铁基三元前驱体、三元材料、钠电电解液等。
宁德时代
宁德时代从2015年开始研发钠离子电池，研发队伍迅速扩大；2020年6月，公司宣布成立21C创新实验室，中短期主要方向为锂金属电池、固态锂电池和钠离子电池；
2021年7月，公司推出第一代钠离子电池，采用普鲁士白/硬碳体系，单体能量密度高达 160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；
在-20 C低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系统集成效率可达80%以上，热稳定性远超国家强标的安全要求；
公司表示下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。
在系统创新方面，公司开发了 AB 电池系统解决方案，即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭，集成到同一个电池系统里，通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。
AB电池系统解决方案既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板，也发挥出了它高功率、低温性能好的优势；以此系统结构创新为基础，可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。公司已启动相应的产业化布局，计划2023年形成基本产业链。
剑指储能和低速车市场，潜在市场空间大
预计2025年钠离子电池潜在市场空间超200GWh。
根据上文分析，钠离子电池有望率先在对能量密度要求不高、成本敏感性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车领域实现替代和应用。
暂不考虑电池系统层面的改进（如锂钠混搭）对应用场景的拓展，2020年全球储能、两轮车和A00车型装机量分别为14/28/，预计到2025年三种场景下的电池装机量分别为180/39/31GWh，对应2025年钠离子电池潜在市场空间为250GWh。
钠离子电池作为二次电池重要的技术路线之一，在当前对上游资源紧缺度和制造成本的关注度逐步升温的情况下，凭借资源端和成本端的优势重新得到市场的广泛关注。
但由于钠离子电池本身能量密度较低且提升空间有限，因此在行业内更多地扮演新能源细分领域替代者的角色，有望率先在对能量密度要求不高、成本敏感性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车领域实现替代和应用，对中高端乘用车市场影响十分有限。
在龙头企业的推动下，钠离子电池的产业化进程有望加速。
行业公司：
1）布局钠离子电池相关技术的传统电池和电池材料企业。
尽管技术路线有差异，但传统的锂电龙头企业在资金和研发方面优势明显，对各种技术路线具有较高的敏感性，对钠离子电池相关技术也多有布局。
宁德时代、鹏辉能源，公司在钠电领域皆保持长期的研发投入，后者预计21年年底电池量产；杉杉股份、璞泰来、新宙邦，关注欣旺达、容百 科技 、翔丰华，上述公司在钠电池或材料领域皆有专利或研发布局。
2）投资钠离子电池企业的公司。
华阳股份，公司间接持有中科海钠的股权；浙江医药，公司持有钠创新能源40%的股权。
3）产业链重塑带来的机会。
钠离子电池的起量将带动正负极、电解液锂盐技术路线的变更，新的优秀供应商将脱颖而出。
华阳股份，公司与中科海钠既有股权关系，又有业务合作，生产的无烟煤是海钠煤基负极的重要原料之一，并且与后者合资建设正负极材料项目；中盐化工、南风化工，公司具备上游钠盐储备。
1）钠离子电池技术进步或成本下降不及预期的风险：
钠离子电池的产业化还处于初期阶段，若技术进步或者成本改善的节奏慢于预期，将影响产业化进程，导致其失去竞争优势。
2）企业推广力度不及预期的风险：
当前由于规模较小、产业链缺乏配套，钠电池生产成本较高，其规模化生产离不开龙头企业的大力推广；若未来企业的态度软化，将影响钠电池产业化进程。
3）储能、低速车市场发展不及预期的风险：
钠离子电池主要应用于储能和低速车等领域，若下游市场发展速度低于预期，将影响钠电池的潜在市场空间。
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作者：平安证券 朱栋 皮秀 陈建文 王霖 王子越
报告原名：《电力设备行业深度报告：巨头入场摇旗“钠”喊，技术路线面临分化 》