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钠离子电池负极材料的研究进展

杨绍斌;董伟;沈丁;李思南;王中将;张佳民;孙闻;张琴

【摘要】Theresearchstatusofanodematerialsinrecentyears,suchas

carbons,alloys,metaloxidesandsoon,weresummarized,theperformance

andstoragemechanismofsodiumofthematerialsreachedwereintroduced.

Themainproblemsofthesekindsofanodematerialsandthesolutionwere

discussed.Theresearchdirectionsandprospectsonanode

materialswereforecasted,andthecarbonmaterialswithlargelayerspacing

andlesssurfaceareaisthemostpromisingcandidateanodematerialfor

sodiumionbattery,andtitanatewithgoodstructurestabilityispotential

anodematerials.Designinganddevelopingnewmaterialsisanimportant

futureresearchfieldforsodiumionbattery.%综述近年来国内外对于碳、合金、

金属氧化物等负极材料的研究现状，重点介绍材料的性能以及储钠机理，探讨材料

存在的主要问题和解决方法，对负极材料的研究方向以及前景进行展望，指出具有

较大层间距和较小比表面积的碳材料是目前最有希望应用于钠离子电池的负极材料，

结构稳定性较好的钛酸盐材料是极具潜力的负极材料，设计开发适合的离子电池自

身特点的新材料是未来钠电子电池研究的重要方向。

【期刊名称】《中国有色金属学报》

【年(卷),期】2016(026)005

【总页数】11页(P1054-1064)

【关键词】钠离子电池;负极材料;碳基阳极;合金;金属氧化物

【作者】杨绍斌;董伟;沈丁;李思南;王中将;张佳民;孙闻;张琴

【作者单位】辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，阜新123000;辽宁工程技

术大学矿业学院，阜新123000;辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，阜新

123000;辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，阜新123000;辽宁工程技术大

学材料科学与工程学院，阜新123000;辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，

阜新123000;辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，阜新123000;辽宁工程技

术大学材料科学与工程学院，阜新123000

【正文语种】中文

【中图分类】O614.111

随着不可再生化石燃料的日益枯竭，以及化石燃料燃烧带来的污染问题日益严重，

大力发展太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能等新能源是解决这些问题的根本途

径。然而，大部分新能源都存在间断性和随机性，难以有效利用［1］，因此，开

发高效便捷适合大规模储能的二次电池便成了解决这一问题的瓶颈。

锂离子电池以高能量密度、高电压、低自放电以及优异的循环性能等优势成为消费

电子领域的主要储能设备［2-5］。然而，地球上锂资源很少，加上锂离子电池的

广泛应用，使得锂资源更加短缺，价格居高不下，不适合用于大规模储能应用，亟

需开发下一代综合性能优异的储能电池体系。钠与锂属于同族元素，和锂具有相似

的物化性质，储量丰富，价格低廉（钠的基本原材料天然碱大约比锂的原材料碳酸

锂便宜30～40倍），并且其电极电位（Na+/Na）较锂离子的（Li+/Li）高0.3

V，具有更加稳定的电化学性能和安全性能［6］。因此，从成本、能耗、资源等

角度来说，钠离子电池在规模化储能方面具有更大的市场竞争优势。

钠离子电池的研究始于20世纪70年代末80年代初，与锂离子电池同期，随后

人们把研究重点放在锂离子电池上，如今又重新获得了人们的关注。钠离子电池和

锂离子电池具有相似的结构和工作原理，主要由正负极材料、电解液、隔膜和集流

体构成。充电过程中，在电池内部，钠离子从正极脱出经电解液进入负极，放电过