钠离子电池是继锂离子电池之后,另一个被众多企业大力研究且正在实现商业应用的离子电池。和锂离子电池一样,其结构主要包含正极、负极、隔膜、电解液、电池壳等。今天为大家介绍钠离子电池的常见负极材料。
①第一个是碳基负极材料
碳材料被应用到我们生活的方方面面,如烹饪,取暖,铅笔等。由于其具有优异的光学、电学、力学特性,其在材料、能源等方面展现出巨大的储能潜力,在电池中被用作性能良好的负极。根据结晶度和碳层的排列不同,碳材料又被分为石墨类碳材料、无定形碳材料,纳米碳材料(如石墨烯、碳纳米管)等。
②钛基负极材料
除了碳材料外,嵌入型钛基负极材料也受到研究者的广泛关注。由于钛的氧化还原电位低,其在可变价的过度金属元素中是一个比较合适的选择。四价的钛元素在空气中可以稳定存在,在不同晶体结构中表现出不同的储钠电位。
③有机负极材料
有机材料种类繁多,资源丰富,结构多变,其在电极材料中具有极大的应用前景。在钠电负极材料中,目前主要包括四种类型:羰基化合物、席夫化合物、有机自由基化合物、有机硫化物。
④合金及其它负极材料
合金,是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。相比纯金属物质,其对应的合金往往具有易加工,耐腐蚀,强度/硬度更好等优点。因此不仅在锂电池中用作负极,亦可用作钠电池的负极。但合金存在体积膨胀严重,导致材料颗粒粉化,从集流体上脱落等问题。关于如何缓解合金转换类负极材料体积膨胀的问题仍是研究的重点。
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