摘  要：钠和锂的化学性质和物理性质非常的类似，且钠在地球上的资源非常丰厚，而成本要远低于锂，因此钠电池的发展十分有潜力，有望在未来取代锂电池而广泛的为人们所利用[1]。钠电池的工作原理是通过碱金属离子在电极中的脱嵌实现电能与化学能的转化[2]。本文从钠离子电池的正极，负极和电解质溶液探究了现如今面临的主要问题和解决方法，介绍了当今钠电池的研究方向和进展程度。

关键词：钠离子电池；正极；负极；电解质

The Progress of Researching Sodium-ion Battery

Abstract: The physical and chemical propertise of sodium is similar to potassium, and sodium’sresource on earth very rich. At same time, thecost of sotium is less potassium, the dovelopment of sodium cell has freat potential. The anversion of chemical energy and ekectric energy through the gain and loss ofpossive and negative electron. In this the thesis, we introduced positive electrode, negative electrode and electrolyte solution of sodiumion cell, and disscussed the major problems, at the same time we also proposed the solution methods. Finally, the future work and the rate of progression are disussde in this thesis.

Key Words: Sodium ion battery cathode; Anode; Electrolyte

目    录

摘  要 1

引  言 1

1 正极材料 2

1.1 聚阴离子型 2

1.2 NASICON结构材料 3

1.3 层状NaXMO2(M＝Co， Ni， Fe， Mn， V等)正极材料 4

1.4 其他种类材料 4

2 负极材料 5

2.1 碳基材料 5

2.2 金属或合金材料 5

2.3 金属氧化物 6

2.4 非金属单质 6

3 电解液 7

3.1 有机溶剂电解液 7

3.2 溶胶聚合物电解液 7

4 结  论 8

参考文献 8

致  谢 10

钠离子电池研究进展

引 言

随着传统化石能源的短缺，温室气体排放的加剧，以及电子设施，交通工具，大功率电动设备的高速发展，发展太阳能，海洋能，核能等可持续发展的能源为人们广泛关注，但是这些能源受空间，天气，地区等因素的影响使这些能源的使用显得非常的不稳定。因此研究高性能，高稳定性和环境友好型的材料是人类未来研究的重要方向。

储能技术是提升社会各种能量有效利用的重要手段，在各类储能技术中，电化学储能技术又是最为重要的。电化学储能的载体是电池，这几年，锂电池是最先进的储能技术。锂离子电池的效率很高，电压很高，不会自放电。然而金属锂在地球上的含量相对较少，随着数码设备，交通设施等对锂电池的依赖程度越来越大，锂资源必将在不久的将来面临缺少的问题。同为碱金属的钠离子与锂离子在化学性质上有许多共同的特点，对许多化学性质中含有锂的氧化物中，将氧化锂改为氧化钠，具有同样的化学特征。因此，通过借鉴锂离子电池的研究，可以使钠离子电池得到快速的发展。钠离子电池的工作原理与锂离子电池的工作原理是相同的，都是通过碱金属离子在电极中的脱嵌实现电能与化学能的转化[3]。钠在地球上的含量相当丰富，是地球上含量第四的金属，储量远多于锂，提取也要容易于锂。因此，钠离子电池相对于锂离子电池成本更加低。

因为钠离子电池的储能与转化都发生在正极和负极材料中，因此，为了更好的发展钠离子电池，关键在于寻找合适的正负极材料。要想使钠离子电池快速的发展就必须研究出能够稳定脱/嵌的正负极电极材料。由于钠离子的半径较大（1.02A），要选择足够大的脱嵌通道的材料作为两极材料。而且，由于钠离子的热力学性质导致电极的电位比锂离子大了300 mV，这会使钠离子电池的能量密度受到很大影响[4]。寻找比容量高，结构稳定，工作电压高，体积小的电极材料成为钠离子电池研究的主要工作。