钠离子电池研究进展.pdf

化
进
展
2013年第32卷第8期
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
1789
进展与述评
soio4o5o5o3mo
钠离子电池研究进展
叶飞鹏2,王莉2,连芳',何向明23,田光宇3,欧阳明高3
(北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;2清华大学核能与新能源技术研究院,北京10008
3清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)
摘要:納离子电池具有比能量高、安全性能好、价格低廉等优点,在储能领域有望成为锂离子电池的替代品
本文阐述了钠离子电池的研究现状,对钠离子电池研究的正负极材料、电解质的制备以及其电化学性能作了概
述性讨论。正极材料有氧化物型、聚阴离子型;负极材料有碳基材料、钛基材料和合金负极材料等;电解液有
有机溶剂电解液和凝胶聚合物电解液,并分别闻明了各种材料的优势和局限性。最后指出了这类高效钠二次电
池体系有可能遜渐替代锂离子电池,并指明了现阶段发展钠离子的主要问题是不同体系材料的相互匹配
关键词:钠离子电池;正极;负极;电解质
中图分类号:TM911
文献标志码:A
文章编号:1000-6613(2013)08-1789-07
DOI:10.3969 1. Issn.10006613.2013.08.012
Advance in Na-ion batteries
YE Feipeng WANG Li, LAN Fang, HE Xiangmin, AN Guangyu, OUYANG Minggao
School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083,China
Institute of Nuclear &New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China;State Key Laboratory of
Automotive Safety and Energy, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Abstract: Na-ion battery is one of the possible replacements for Li-ion battery for energy storage, due to its high
energy density, high safety, and low cost. In this paper, research progress of Na-ion batteries is reviewed
including preparation and electrochemical performance of positive electrodes, negative electrodes and electrolytes
Positive electrodes include oxides, phosphates. Negative electrodes include carbon based-anodes, titanium
based-anodes and alloy anodes. Electrolytes include organic electrolytes and gel polymer electrolytes. The
advantages and limitations of materials are presented. Na-ion secondary battery could gradually replace Li-ion
battery, and the present main problem is matching of different system materials
Key words: Na-ion battery; positive electrode; negative electrode; electrolyte
近年来,随着电子设备、电动工具、小功率电
钠离子电池的研究开发在一定程度上可缓和因
动汽车等迅猛发展,研究高能效、资源丰富及环境锂资源短缺引发的电池发展受限问题。若在此基础
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
收稿日期:2012-11-29;修改稿日期:2013-03-27。
基金项目:国家自然科学基金(20901046)、国家973计划
密度、充放电倍率等性能衡量电池材料是远远不够
(2011CB935902,2011CB711202和2013CB934000)、科技部国际合
的。电池的制造成本与能耗是否对环境造成污染以作
(2010DFA72760)、清华大学自主科研计划(2010THZ08116,
2011TH7Z08139,2011THZ1004和20127HZ08129)及汽车安全与节
及资源的回收利用率也将成为评价电池材料的重要能家重点实验室重点基金(7701)项目
指标。目前,锂离子电池是发展前景最为明朗的高第一作者:叶飞鹏(19),男,士研究生,研究方向为新能源电
能电池体系,但随着数码、交通等产业对锂离子电
池、锂离子电池。E-mailyefeipeng'9180gq.com。联系人:何向明,博
士,副研究员,研究方向为锂离子电池及其材料、材料化学、材料化
池依赖加剧,有限的锂资源必将面临短缺问题。
工。E-mailhexm(@tsinghua.edu.cn