Energi, som den materiella grunden för den mänskliga civilisationens framsteg, har alltid spelat en viktig roll.Det är en oumbärlig garanti för utvecklingen av det mänskliga samhället.Tillsammans med vatten, luft och mat utgör det de nödvändiga förutsättningarna för människans överlevnad och påverkar direkt människans liv..

Utvecklingen av energiindustrin har genomgått två stora omvandlingar från vedens "era" till kolets "era" och sedan från kolets "era" till oljans "era".Nu har det börjat förändras från oljans "era" till "eran" av förnybar energiförändring.

Från kol som huvudkälla i början av 1800-talet till olja som huvudkälla i mitten av 1900-talet har människan använt fossil energi i stor skala i mer än 200 år.Den globala energistrukturen som domineras av fossil energi gör dock att den inte längre är långt borta från utarmningen av fossil energi.

De tre traditionella ekonomiska bärarna för fossil energi som representeras av kol, olja och naturgas kommer att förbrukas snabbt under det nya århundradet, och i processen för användning och förbränning kommer det också att orsaka växthuseffekten, generera en stor mängd föroreningar och förorena miljön.

Därför är det absolut nödvändigt att minska beroendet av fossil energi, ändra den befintliga irrationella energianvändningsstrukturen och söka ren och föroreningsfri ny förnybar energi.

För närvarande omfattar förnybar energi främst vindenergi, väteenergi, solenergi, biomassaenergi, tidvattenenergi och geotermisk energi etc. och vindenergi och solenergi är aktuella forskningshotspots världen över.

Det är dock fortfarande relativt svårt att åstadkomma effektiv omvandling och lagring av olika förnybara energikällor, vilket gör det svårt att effektivt utnyttja dem.

I det här fallet, för att förverkliga det effektiva utnyttjandet av ny förnybar energi av människor, är det nödvändigt att utveckla bekväm och effektiv ny energilagringsteknik, som också är en het punkt i aktuell samhällsforskning.

För närvarande har litiumjonbatterier, som en av de mest effektiva sekundära batterierna, använts i stor utsträckning inom olika elektroniska enheter, transport, rymd och andra områden., är utsikterna för utveckling svårare.

De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos natrium och litium liknar varandra, och det har energilagringseffekt.På grund av dess rika innehåll, enhetliga distribution av natriumkälla och låga pris, används den i storskalig energilagringsteknik, som har egenskaperna låg kostnad och hög effektivitet.

De positiva och negativa elektrodmaterialen i natriumjonbatterier inkluderar skiktade övergångsmetallföreningar, polyanjoner, övergångsmetallfosfater, kärna-skal nanopartiklar, metallföreningar, hårt kol, etc.

Som ett grundämne med extremt rikliga reserver i naturen är kol billigt och lätt att få tag på och har fått mycket erkännande som anodmaterial för natriumjonbatterier.

Beroende på graden av grafitisering kan kolmaterial delas in i två kategorier: grafitiskt kol och amorft kol.

Hårt kol, som tillhör amorft kol, uppvisar en natriumlagringsspecifik kapacitet på 300mAh/g, medan kolmaterial med en högre grad av grafitisering är svåra att tillgodose kommersiell användning på grund av sin stora yta och starka ordning.

Därför används icke-grafit-hårda kolmaterial främst i praktisk forskning.

För att ytterligare förbättra prestandan hos anodmaterial för natriumjonbatterier kan hydrofilicitet och ledningsförmågan hos kolmaterial förbättras med hjälp av jondopning eller blandning, vilket kan förbättra energilagringsprestandan hos kolmaterial.

Som det negativa elektrodmaterialet i natriumjonbatterier är metallföreningar huvudsakligen tvådimensionella metallkarbider och nitrider.Förutom de utmärkta egenskaperna hos tvådimensionella material kan de inte bara lagra natriumjoner genom adsorption och interkalering, utan också kombinera med natrium Kombinationen av joner genererar kapacitans genom kemiska reaktioner för energilagring, vilket avsevärt förbättrar energilagringseffekten.

På grund av den höga kostnaden och svårigheten att få fram metallföreningar är kolmaterial fortfarande de viktigaste anodmaterialen för natriumjonbatterier.

Uppkomsten av skiktade övergångsmetallföreningar är efter upptäckten av grafen.För närvarande inkluderar de tvådimensionella materialen som används i natriumjonbatterier huvudsakligen natriumbaserade skiktade NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, etc.

Polyanjoniska positiva elektrodmaterial användes först i litiumjonbatteriets positiva elektroder och användes senare i natriumjonbatterier.Viktiga representativa material inkluderar olivinkristaller som NaMnPO4 och NaFePO4.

Övergångsmetallfosfat användes ursprungligen som ett positivt elektrodmaterial i litiumjonbatterier.Syntesprocessen är relativt mogen och det finns många kristallstrukturer.

Fosfat, som en tredimensionell struktur, bygger en ramstruktur som bidrar till deinterkalering och interkalering av natriumjoner, och erhåller sedan natriumjonbatterier med utmärkt energilagringsprestanda.

Kärn-skalstrukturmaterialet är en ny typ av anodmaterial för natriumjonbatterier som bara har dykt upp på senare år.Baserat på de ursprungliga materialen har detta material uppnått en ihålig struktur genom utsökt strukturell design.

De vanligare kärn-skalstrukturmaterialen inkluderar ihåliga koboltselenid-nanokuber, Fe-N-samdopade kärn-skal-natriumvanadat-nanosfärer, porösa kol-ihåliga tennoxid-nanosfärer och andra ihåliga strukturer.

På grund av dess utmärkta egenskaper, i kombination med den magiska ihåliga och porösa strukturen, exponeras mer elektrokemisk aktivitet för elektrolyten, och samtidigt främjar det också i hög grad jonmobiliteten hos elektrolyten för att uppnå effektiv energilagring.

Den globala förnybara energin fortsätter att öka, vilket främjar utvecklingen av energilagringsteknik.

För närvarande kan den enligt olika energilagringsmetoder delas in i fysisk energilagring och elektrokemisk energilagring.

Elektrokemisk energilagring uppfyller utvecklingsstandarderna för dagens nya energilagringsteknik på grund av dess fördelar med hög säkerhet, låg kostnad, flexibel användning och hög effektivitet.

Enligt olika elektrokemiska reaktionsprocesser inkluderar elektrokemiska energilagringskraftkällor huvudsakligen superkondensatorer, blybatterier, bränslebatterier, nickelmetallhydridbatterier, natrium-svavelbatterier och litiumjonbatterier.

Inom energilagringsteknologi har flexibla elektrodmaterial tilldragit sig många forskares forskningsintressen på grund av deras designmångfald, flexibilitet, låga kostnader och miljöskyddsegenskaper.

Kolmaterial har speciell termokemisk stabilitet, god elektrisk ledningsförmåga, hög hållfasthet och ovanliga mekaniska egenskaper, vilket gör dem till lovande elektroder för litiumjonbatterier och natriumjonbatterier.

Superkondensatorer kan snabbt laddas och laddas ur under höga strömförhållanden och har en livslängd på mer än 100 000 gånger.De är en ny typ av speciell elektrokemisk energilagringsströmförsörjning mellan kondensatorer och batterier.

Superkondensatorer har egenskaperna hög effekttäthet och hög energiomvandlingshastighet, men deras energitäthet är låg, de är benägna att självurladdas och de är benägna att elektrolytläckage när de används felaktigt.

Även om bränslekraftcellen har egenskaperna ingen laddning, stor kapacitet, hög specifik kapacitet och brett specifikt effektområde, gör dess höga driftstemperatur, höga kostnadspris och låga energiomvandlingseffektivitet den endast tillgänglig i kommersialiseringsprocessen.används i vissa kategorier.

Blybatterier har fördelarna med låg kostnad, mogen teknologi och hög säkerhet, och har använts i stor utsträckning i signalbasstationer, elcyklar, bilar och energilagring i nätet.Korta skivor som förorenar miljön kan inte uppfylla de allt högre kraven och standarderna för energilagringsbatterier.

Ni-MH-batterier har egenskaperna stark mångsidighet, lågt värmevärde, stor monomerkapacitet och stabila urladdningsegenskaper, men deras vikt är relativt stor, och det finns många problem i batteriseriehantering, vilket lätt kan leda till smältning av singel. batteriseparatorer.