钠离子电池安全问题研究论文

首先钠离子不是今天才有的电池类型，钠离子的研究开始于上世纪80年代，原理与锂离子电池类似，内部也分为正极、负极、电解质、隔膜组成。正极材料可选氧化物、磷酸盐或者铁氰化物，充放截止电压多在 范围，比容量在70-130mAh/g 之间。除此之外钠离子直径钠离子半径，锂离子半径，石墨材料在进行多次钠离子脱嵌后会引起结构坍塌，导致无法再进行离子脱嵌，这就意味着电池无法继续充放电，因此负极也锂离子电池不同，多采用硬碳、合金等材料。钠离子有什么优劣势？优势首先是低成本。得益于材料的可获取性，并且正负极都可采用铝箔，可减少铜箔的用量，因此钠离子电池理论成本低于锂离子电池。尤其是近期由于原材料的大幅涨价，钠离子电池的理论成本优势就非常明显。其次是低温性能好，耐过放能力强。在目前安全项目测试中，还未发生起火现象。劣势钠离子能量密度较低，上文我们提到，钠离子电池充放截止电压多在 范围，能量密度100-150wh/g。锂离子则是，目前量产的水平120-300wh/g。产业链不完善，虽然钠离子与锂离子起步时间相差不大，但钠离子的发展应用速度源弱于锂离子电池。目前正极材料尚未找到非常合适的材料用于量产充放电倍率弱于锂电在汽车领域的应用前景？仅能量密度一项就注定无法大规模在汽车领域应用，汽车领域主流还是锂离子电池但凭借的低廉的价格和良好的安全性，在入门级微型车、老年代步车、电动两轮车领域能够对原铅酸电池有一定的替换效应。雅迪、爱玛等电动两轮车企业已经在该领域开展研究，预计2年内会完成产品推出。除此之外，成本和安全性也为储能领域打开了想象空间。但储能目前除了锂离子电池外，还有全钒液流电池方向，所以短期大规模转向可能性也不高。

钠电池的缺点和不足有寿命短、放电快。

钠离子电池是一种二次电池（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。

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。

2010年以来，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。