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，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⁺在層狀結構電極材料之間不斷地嵌入脫出只會導致層面間距的變化，對材料的晶格結構不會造成破壞，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⁺結合。放電過程與之相反Na⁺從負極材料中脫出經(jīng)過電解質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/鈉離子電池的結構、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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