新技术研究 ┃ 钠离子电池：技术发展和应用研究及产业化发展分析

     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。钠离子电池与锂离子电池的工作原理类似，为嵌脱式电池。充电时，Na 从正极脱嵌，进入负极；放电时，Na 从负极回到正极，外电路电子从负极进入正极将Na 还原为Na。与所有充电电池一样，钠离子电池主要由正极、负极、电解质和隔膜组成。
与锂离子电池相比，钠离子电池具有的优势有：

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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。
同时钠离子电池还具备：

（1）集流体材料更便宜：铝与钠在低电位不会发生合金化反应，因此钠离子电池可以选择更便宜的铝做集流体。

（2）界面离子扩散能力更好：钠离子的溶剂化能比锂离子更低，界面离子扩散能力更好。

（3）离子电导率更高：钠离子的斯托克斯直径比锂离子的小，相同浓度的电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率。

（4）高低温性能更优异：根据目前初步的高低温测试结果，钠离子电池高低温性能更优异。

（5）安全性能更好：钠离子电池的内阻比锂离子电池稍高，在短路情况下瞬间发热量少、温升较低，且可放电至0 V。

（6）钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似，与锂离子电池的生产设备大多可兼容。

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