钠离子电池关键电极材料的研究.pdfVIP

“钠电池研讨会”

曹余良

武汉大学化学与分子科学学院

2023.021

主要内容

一、背景

二、钠离子电池材料的研究

正极材料体系的应用讨论

硬碳负极的探索

钠基电池体系能量密度探讨

三、小结

2

一、背景

新能源技术迅速发展，如风（光、热）电场、智能电网、电动汽车等，急

需廉价高效的规模储电技术。

“规模储电”是电池技术发展的重大机遇。

规模储电是构建新能源社会的关键技术之一3

背景规模储电对于储能电池的要求

成本低廉：手机电池(3~8Wh)，电动车(几十KWh)，储能电站(几百MWh)

使用寿命长：消费类电池：~2年；储能电池：10年以上

资源与环境：储量丰富、环境友好、制备简单

1万手机电池

单个风机功率2~3兆瓦，日工作8小时，

即需储电容量18兆瓦时！

6百万手机电池，6百辆电动汽车电池

4

B.Dunnetal.Science2011,334,928；H.Panetal.EnergyEnviron.Sci.2013,6,2338.

国家战略发展的影响世界锂储量分布

6%

进口

80%

从锂资源讲，注意三个“90%”：90%以上的锂在国外，国内卤水占90%左

右（Mg/Li比高），80~90%锂资源进口量

发展无资源限制的钠离子电池（成本可能现在不一定占优势），但可以保障我

国储能战略发展的安全性和独立性5

国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）公布了“2022年度化学领域十大

新兴技术(TopTenEmergingTechnologiesinChemistry2022)”名单

6

二、钠离子电池材料的研究

2.1正极材料

物理化学学报，2017,33(1),211－2417

正极材料

氧化物聚阴离子型铁氰化物

NaxMA[MB(CN)6]·zH2O

(MA和MB为过渡金属离子)

Na0.44MnO2Na4Fe3P2O7(PO4)2

O3-NaM(Mn,Ni,Fe