鈉離子電池制造原理

鈉離子電池(sodium-ion battery，簡稱SIBs)是一種可充電儲能電池，其具有高容量、質(zhì)量輕、發(fā)熱少、自放電低以及廉價等優(yōu)點，開發(fā)成型的SIBs裝置，可替代傳統(tǒng)的石墨烯鋰電池，以大力推進人類的循環(huán)能源利用。

一般來說，SIBs的工作原理如下：充/放電時，在SIBs的電極上，Na+的濃度升高/降低，伴隨著負載的應用和它們的電極發(fā)生變化，電荷氧化/還原最終生成氫鍵。而這些反應又由電化學電池的兩個相對容器來完成，一個相對容器中存有Na+電解質(zhì)，另一個相對容器存有電極液體。

為了滿足電子產(chǎn)件的當前高容量和體積需求，研究人員傾向于用曲線電極來縮小SIBs的電池體積。與其他鋰離子電池類型相比，曲線電極可以更有效轉(zhuǎn)移Na+在兩個容器間。SIBs也可以被改進為納米共聚物電極，這樣保證了電池在精密工藝過程中的高容量和定容性能。

20個優(yōu)點缺點

優(yōu)點：

1. 鈉離子電池具有容量較高，存儲能量更大，更有利于大容量應用；

2. SIBs具有體積較小和質(zhì)量輕，可以節(jié)約空間和重量；

3. 具有良好的耐熱性和高溫穩(wěn)定性；

4. 小的自放電率，能源貯存更加持久；

5. SIBs比其他電池具有良好的安全性，在液體極化中不易起燃；

6. 具有良好的循環(huán)能力，可以重復使用多次；

7. SIBs具有低成本，在生產(chǎn)中節(jié)省材料成本。

缺點：

1. 普通狀態(tài)下SIBs具有較低的電壓，不宜應用在高壓應用中；

2. SIBs通常具有較高的電導率，導致充放電效率較低；

3. 內(nèi)阻較高，充電和放電過程會帶來很大的損失；

4. 電極材料不穩(wěn)定，不容易長期保持；

5. 電池在高溫和惡劣條件下，有時故障率比較高；

6. SIBs容量下降在循環(huán)中會有較大損失；

7. 并不是所有的電子產(chǎn)品都可以使用鈉離子電池，比如有些設備需要保持一定的輸入電壓后才可以正常工作。

應用場景

SIBs最先在內(nèi)燃機和汽車中使用，用來提供大電源。隨著科技發(fā)展，SIBs也被廣泛應用于以下場景：

1. 小型電子設備：SIBs具有體積小、重量輕的特點，非常適合用于小型的數(shù)碼產(chǎn)品，如MP3、手機、運動設備等，可以節(jié)省空間和重量，并提供足夠的能源。

2. 電動車：汽車電動化的發(fā)展，為節(jié)能減排奠定基礎，而SIBs作為一種可充鋰離子電池，具有安全可靠、存儲能量大、發(fā)熱少、使用壽命長、價格低廉等優(yōu)點，可以用于汽車和其他電動車。

3. 儲能設備：SIBs在電力儲能領域的應用得到迅速發(fā)展，它可以替代傳統(tǒng)的鉛酸及鎳氫電池，具有快充、優(yōu)良的循環(huán)性能及耐沖擊、抗熱變形、環(huán)境友好等特點，為各種儲能設備提供足夠的能源及安全保障。

4. 家用電器：由于SIBs的低溫自熄、快充性能高，更符合家用電器的安全設計要求；而由于其體積小、重量輕、使用壽命長等特點，使得它相對于傳統(tǒng)的鉛酸及鎳氫電池具有明顯的優(yōu)勢，能夠更好的適用于家用電器的行業(yè)。

5. 軍用物資：SIBs的可重復使用，在軍用物資方面得到廣泛應用。SIBs能夠使得裝備和道具更輕，保證軍用物資安全及充足，提高軍事裝備的使用能力。它最常用于便攜式裝備、穿戴式裝備、偵察和偵查機器人等。

6. 重要施工設備：相比傳統(tǒng)的電池，SIBs的安全性能更高，因此被廣泛應用于各種重要設備，如橋梁施工設備、礦山、公路施工設備等，并可以長時間在重要作業(yè)現(xiàn)場保持高能量輸出，確保作業(yè)設備的安全運行。

7. 節(jié)能減排：SIBs具有低能耗、安全可靠、體積小、壽命長等優(yōu)點，比傳統(tǒng)電池更環(huán)保；它們可以在太陽能、風能及水能利用中作為輔助設備，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，提高能源的利用效率并減少能源的浪費，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

8. 農(nóng)業(yè)機械：SIBs可以為農(nóng)業(yè)機械提供優(yōu)質(zhì)的電源，使得農(nóng)業(yè)機械具有更高的作業(yè)能力。由于SIBs具有高密度的能量。因此它們具有功率輸出高、體積小、重量輕等特點，使得農(nóng)業(yè)機械節(jié)省更多的電力費用，并輔助生產(chǎn)效率提高。

9. 軌道交通：由于其穩(wěn)定性、安全可靠性和充電水平，SIBs在軌道交通行業(yè)也得到了越來越多的應用，可以替代柴油機軌電聯(lián)結(jié)系統(tǒng)、提供長期穩(wěn)定電量及減少更多耗油等作用。此外，SIBs還可以進一步提升軌道交通的安全性能，確保安全出行。

10. 地鐵和輕軌：SIBs由于其復位性能高、體積小重量輕的特點，可以替代柴油機軌電聯(lián)結(jié)系統(tǒng)，給地鐵和輕軌節(jié)能減排帶來顯著效果。此外，由于其快充、使用壽命長等特點，還可以提高軌道交通的可靠性及運營效率。