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第31卷第9期
无机化学学报
Vol 31 No9
2015年9月
CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY
1739-1750
综述
钠离子电池电极材料研究进展
张宁刘永畅陈程成陶占良陈军
南开大学化学学院,先进能源材料化学教育部重点实验室,天津化学化エ协同创新中心,天津300071)
摘要:室温钠离子电池由于原料丰富,分布广泛,价格低廉,引起了人们的研究兴趣。然而,由于钠离子相对于锂离子较重且半
径较大,这会限制钠离子在电极材料中的可逆脱嵌过程,从而影响电池的电化学性能。因此研发先进的电极材料成为钠离子电
池实用化的关键。本文中我们主要介绍了几种典型的钠离子电池电极材料,并对其最新的研究进展进行了简要综述,将为钠离
子电池新型电极材料的研究提供基础。
关键词:钠离子电池;正极材料:负极材料
中文分类号:0614.112文献标识码:A文章编号:1001-4861(2015)09-1739-12
DOI:10.11862/CJIC.2015.258
Research on Electrode Materials for Sodium-lon Batteries
ZHANG Ning LIU Yong-chang CHEN Cheng-cheng TAO Zhan-liang CHEN Jun
(Ke Laboratory of A danced Energy Materials Chemisty( Miis of Caton Collaborative Innoation Center of
Chemical Science and Engineering College of Chemist y, Nankai Uniersity, ianjin 300071, China)
Abstract: Sodium ion batteries (SIBS)have recently attracted much attention because of the abundance, wide
distribution and low cost of Na source. However, Na"is heavier and larger than that of Li, limiting the insertion
of and extraction of Na*into and from the host materials. Thus, developing the advanced electrodes materials is
the key point for SIBS. In this review, we summarize the research development of selected electrode materials of
SEBS. This should shed light on the R D of advanced electrode materials of SIBS
Key words: sodium ion batteries; cathode material: anode material
早在20世纪80年代,钠离子电池( Sodium ion约占地壳元素储量的2.64%,而且价格低廉,分布广
batteries,SIBs)和锂离子电池同时得到研究,随着锂泛。然而,钠离子质量较重且半径(0.102nm)比锂
离子电池成功商业化,钠离子电池的研究逐渐放(0.069nm)大,这会导致Na'在电极材料中脱嵌缓
缓。钠与锂属于同一主族,具有相似的理化性质(表慢,影响电池的循环和倍率性能。同时,Nat/Na电对
1),电池充放电原理基本一致(图1)。充电时,Na'从的标准电极电位(-2.71 V VS SHE)比Lii高约0.3
正极材料(以 Namino2为例)中脱出,经过电解液嵌V(-3.04 V ys SHE),因此,对于常规的电极材料来
入负极材料(以硬碳为例),同时电子通过外电路转说,钠离子电池的能量密度低于锂离子电池到
移到负极,保持电荷平衡;放电时则相反。与锂离子
锂离子电池作为高效的储能器件在便携式电
电池相比,钠离子电池具有以下特点:钠资源丰富,子市场已得到了广泛应用,并向电动汽车、智能电
收稿日期:2015-06-02。收修改稿日期:2015-07-19
国家科技部973计划(No。,2011C.B93590),国家自然科学基金项目(No.21231005资助和中央高校基本科研业务费资助项目。
“通讯联系人。E-mail:chenab@nankai.edu.cn