钠离子电池负极材料研究文献综述
2020-06-26 20:10:46
1、选题背景及意义 化石能源的短缺以及可再生能源的间歇性,如太阳能和风能[1]等,使得可持续电能存储成为最具有前景的技术。
锂离子电池(LIBs)通常被用于大规模电能存储,但是由于锂资源的匮乏导致锂离子电池储能技术一直陷入瓶颈。
相反,在钠离子电池(SIBs)中,钠资源是满足电网级储能的需求,因为在地球上,钠资源非常丰富甚至可以说无处不在。
此外,钠离子电池与锂离子电池相似的运行机制[2],使得钠离子电池可能提供优秀的循环性能和循环寿命。
金属钠与锂在元素周期表中处于同一主族。
钠离子的直径(1.06Aring;)略大于锂离子(0.76Aring;),钠离子电池电压窗口相较于锂离子电池可能较窄,电池容量相对锂离子较小。
但是对同等容量的器件而言钠资源的价格仅为锂资源的近1/20 [3];且由于金属钠拥有更高的密度,在实际应用中两者的体积差异不大,因此钠离子电池具有重要的应用前景[4-6]。
在钠离子电池中,常用的正极材料如NaxCoO2和NaxMnO2在实验过程中已经表现出十分优异的性能[7,8],因此高性能钠离子负极材料的开发是一个值得广泛关注的问题。
而钠离子电池负极材料中,碳基材料原料普遍,价格低廉,工艺简单,是十分有研究前景的钠离子电池负极材料。
近几年来,众多学者对碳基材料的研究不断深入,体系不断拓展,报道也十分丰富。