钠离子电池先进技术及应用
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1.5 钠离子电池的发展趋势

钠离子电池作为一种极具应用前景的电化学储能系统,近年来得到了快速发展。层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝及其类似物等正极材料的研究逐步深入,材料结构设计、形貌调控及电解液优化等改性手段的应用使得部分材料表现出了良好的应用前景,特别是普鲁士蓝及其类似物材料,其开放型结构为钠离子的快速嵌入/脱出提供了通道,能够实现超高倍率下的充放电。此外,该材料不仅可以应用于有机体系电解液,同时还能应用于水系电解液,展现出了产业化应用的潜力。目前,证明能够用作储钠负极材料的已经不仅仅局限于传统的碳材料,金属氧化物、金属硫化物以及部分金属和有机材料等均可以作为钠离子电池负极材料,可实现快速且可逆的钠离子嵌入/脱出反应,具有优异的倍率性能。但是这类材料的循环稳定性较差,难以实现工业化应用。

总体来说,钠离子电池安全性高,成本低和钠资源储量丰富等优势决定了其未来在规模化储能领域进行产业化应用的良好前景。目前,在实验室的研究中已经发现了许多具有产业化价值的储钠正负极材料,但是对于钠离子全电池的研究还在推进之中。未来,钠离子电池的研究应该更多地关注电极/电解液界面问题,通过合理的电解液设计和材料界面优化等手段改善材料在充放电过程中的体积膨胀和晶体结构塌陷等问题,实现在循环寿命、快速充放电能力和安全性等指标上的进一步提高,从而提高产品在市场中的竞争力,真正推动钠离子电池的商业化进展。