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硬碳負極材料突破,助力鈉離子電池快速發(fā)展

2023-06-09 10:56:18 來源:資源循環(huán)研究院
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簡介:隨著太陽能、風能等可再生能源發(fā)電量的迅速擴大,對儲能電池新材料的研究也在不斷深入。鈉離子電池主要由正極、負極、電解液、隔膜等組成,其工作原理與鋰離子電池相似。鈉離子電池負極材料作為電池儲鈉的主體,在充放電過程中,實現(xiàn)鈉離子的嵌入或脫出,因此電池的容量與負極儲存鈉離子的能力呈正相關(guān),負極材料的選擇對鈉離子電池的發(fā)展具有決定性作用。
隨著太陽能、風能等可再生能源發(fā)電量的迅速擴大,對儲能電池新材料的研究也在不斷深入。

鈉離子電池

鈉離子電池主要由正極、負極、電解液、隔膜等組成,其工作原理與鋰離子電池相似。鈉離子電池負極材料作為電池儲鈉的主體,在充放電過程中,實現(xiàn)鈉離子的嵌入或脫出,因此電池的容量與負極儲存鈉離子的能力呈正相關(guān),負極材料的選擇對鈉離子電池的發(fā)展具有決定性作用。

制備硬碳材料的前驅(qū)體常見的有生物質(zhì)、合成聚合物和化石燃料等,不同前驅(qū)體制備的硬碳材料具有顯著的性能差異,由于前驅(qū)體原料來源不同,硬碳材料成本構(gòu)成也有顯著差別。其中,生物質(zhì)的原材料來源廣泛,如椰殼、果殼、柚子皮、動植物組織等,成本相對較低,成為當前制備硬碳材料的首選。

鈉離子電池

合成聚合物主要包括酚醛樹脂、聚丙烯腈等化學合成材料,其電化學性能好、原料可控、產(chǎn)品一致性好,但成本較高?;剂现饕r青、煤焦油及相關(guān)混合物,原料來源廣泛成本低,但產(chǎn)品容量較低,由于瀝青等含有的揮發(fā)性物質(zhì)較多,在生產(chǎn)過程中需要進行額外的廢氣、廢水處理,因此增加了生產(chǎn)成本。

業(yè)內(nèi)人士認為,鈉離子電池在低溫、安全、快充等性能指標方面的表現(xiàn)優(yōu)于鋰電子電池,雖然其能量密度、循環(huán)壽命等仍有提升空間,但考慮到材料來源豐富,仍具備較大的發(fā)展?jié)摿?。隨著硬碳負極材料等鈉離子電池關(guān)鍵技術(shù)的突破,儲能需求的快速增長,鈉離子電池的應用場景和規(guī)模也將得到快速發(fā)展。
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