中國粉體網(wǎng)訊  自21世紀以來，當今世界可持續(xù)發(fā)展面臨的兩大嚴峻挑戰(zhàn)為能源危機和環(huán)境問題。能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎，與人類社會及其生活密不可分。目前常見的綠色能源裝置主要有：鋰離子電池、鈉離子電池、太陽能電池、超級電容器、燃料電池等。其中，鋰離子電池作為能源儲能裝置具有很多優(yōu)點，例如較高的工作電壓、高的能量密度、長的循環(huán)壽命、無記憶效應等，這些特點使得其廣泛應用于手機、手提電腦、電動汽車、混合動力電動汽車等。在眾多能量存儲器件中，鋰離子電池是一種主要的儲能器件。

由于鋰離子電池被廣泛地應用于很多領域，導致鋰資源儲量急劇減少。因此，與鋰離子電池具有相似充放電原理的鈉離子電池是最佳替代者。雖然鈉電的理論容量不及鋰電，但鈉資源豐富，成本低廉，其次，鈉電的標準電極電勢為-2.7V，比鋰電高0.3V左右，因此是非常具有發(fā)展?jié)摿Φ碾姵伢w系，近年來得到了國內(nèi)外科研工作者的廣泛關注以及深入研究。

鋰/鈉離子電池的四個主要組成部分為正極材料，負極材料，電解質(zhì)，隔膜。鋰離子電池的工作原理是Li⁺在兩個電極之間往返嵌入和脫出來實現(xiàn)充放電，因此被稱為“搖椅式電池”。其工作原理：在充電過程中，正極上的電子從通過外部電路傳輸?shù)截摌O上，Li⁺從正極上脫出進入電解液穿過隔膜到達負極，與電子結(jié)合在一起。此時，負極處于富鋰狀態(tài)，正極處于貧鋰狀態(tài)；放電過程與之相反，Li⁺從負極脫出進入電解液，穿過隔膜到達正極，與此同時，電子從外電路流向正極，與充電過程相反。電子和Li⁺都是同時行動，方向相同但是路徑不同。正常的充放電過程中，Li⁺在層狀結(jié)構(gòu)電極材料之間不斷地嵌入脫出只會導致層面間距的變化，對材料的晶格結(jié)構(gòu)不會造成破壞，因此，鋰離子電池可被認為是一種理想的可逆反應。

鈉離子電池的充放電機理與鋰離子電池相似，是利用Na^＋在正極和負極之間的脫嵌來實現(xiàn)充放電反應。在充電過程中，Na^＋從正極材料中脫出經(jīng)過電解液穿過隔膜嵌入負極材料，于此同時，電子從外電路到達負極與Na⁺結(jié)合。放電過程與之相反Na⁺從負極材料中脫出經(jīng)過電解質(zhì)透過隔膜到達正極材料與從外電路流向正極材料的電子結(jié)合，保證正負極電荷的平衡，從而完成儲存的功能。同理，鈉離子和鋰離子電池的充放電過程中，都不會對電極材料造成破壞。但是，鈉離子的半徑大于鋰離子，化學特性也有所不同。所以，適合鋰離子電池的電極材料并不一定適用于鈉離子電池。

為深入了解鋰/鈉電池的異同及目前鋰電行業(yè)的發(fā)展狀況，中國粉體網(wǎng)旗下粉體公開課平臺將于2021年9月16日下午15：00舉辦網(wǎng)絡直播，屆時來自桂林電子科技大學的俞兆喆副教授將作《鋰離子電池和鈉離子電池》報告，匯報人將著重對鋰/鈉離子電池的結(jié)構(gòu)、原理及其關鍵材料的異同進行對比分析，介紹鋰/鈉離子電池用正負極材料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。并從目前鋰電行業(yè)的發(fā)展狀況出發(fā)，對企業(yè)技術、專利狀況以及未來鋰電發(fā)展方向做了預判。通過分析國家相關政策和鋰電池市場的發(fā)展，對鋰電池的未來發(fā)展進行了展望。

報告人介紹

俞兆喆，博士，研究生導師，副教授，廣西中青年骨干教師，新加坡國立大學-深圳大學聯(lián)合國際實驗室博士后，項目特聘研究員。主持國家自然科學基金，教育部工程研究中心重點項目，廣西自然科學基金面上項目，廣西區(qū)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展專項 (科技重大專項)子課題，廣西科技基地與人才專項，廣西智能制造重點實驗室項目和企業(yè)橫向項目等10余項。獲授權(quán)發(fā)明專利10余項，發(fā)表SCI論文20余篇，其中SCI一區(qū)論文6篇，影響因子大于9的論文2篇。獲2021年中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽廣西區(qū)一等獎，2020年中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽廣西區(qū)優(yōu)勝獎。獲2021年桂林電子科技大學青年教師講課比賽一等獎。曾先后就職于深圳市比克電池有限公司和深圳市海洋王發(fā)展研究院，分別擔任項目研究員和項目經(jīng)理職務。完成了高安全高倍率動力電池的研發(fā)和中試生產(chǎn)工作，開發(fā)了超級快充型鋰離子電池和超低溫極耐寒鋰離子電池。

資料來源：

張亞瓊. 鋰/鈉離子電池鉬基負極材料的研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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