钠离子电池课件.ppt
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- 钠离子 电池 课件
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1、钠离子电池钠离子电池2报告人:陈亭儒钠离子电池3主要内容钠离子电池41.研究背景化石能源逐渐枯竭能源短缺化石能源燃烧环境污染能量转换和储存的可充电电池具有广阔的市场应用前景和经济效益太阳能,风能等是可再生清洁能源,具有总量大,能量密度低,随机性,间歇性等特点,容易受到自然条件的限制。因此并不能较好的利用它们。钠离子电池51.研究背景锂离子电池优点锂离子电池优点高能量密度循环寿命长工作电压高无记忆效应工作温度范围宽自放电小钠离子电池61.研究背景虽然是作为最先进的储能二次电池的锂离子电池,已广泛应用于小型电子产品并有可能成为未来新能源汽车的动力电池以及大规模储能工程的配套电源。但是锂离子电池又有
2、其存在的问题:1 1安全性问题在锂离子电池中,除了正常的充放电外,还存在很多放热副反应,电池温度过高或充电电压过高时,放热副反应就可能会被引发从而引起一系列安全问题。2 2成本问题高昂的成本是制约锂离子电池普及使用的一个重要因素。LiCoO2是研究最早且技术最成熟的锂离子电池正极材料,在锂离子电池正极材料市场占主导地位,但是钴资源匮乏,价格昂贵,直接导致电池成本高。3 3锂资源短缺我国的锂储量十分有限,仅占地壳的0.0065%,并且分布不均,我国主要集中在青海,西藏等偏远地区,开发利用会有很多困难。钠离子电池71.研究背景基于上述原因,研究人员又将目光转向了与锂同一主族的钠上面了。金属原子量/
3、g mol-1密度/g cm-3离子半径/pm价态变化比容量/mAh g-1标准电势/Vvs.SHE地壳丰度价格/元 kg-1Li6.940.5346813862-3.040.006%40Na22.990.9689711166-2.72.64%2表1 钠单质与锂单质的比较同锂离子电池相比,钠离子电池更适合作为大规模储能的器件,其具有三个方面的优势:1.相对于锂元素而言,钠元素的标准电极电位高 0.3V,作为储能材料而言有更好的安全性能;2.钠元素在地球上的储量丰富,地壳中金属钠的含量达到了 2.64%,并且钠元素分布广泛,海水中就存在有丰富储量,开发方便;3.钠单质价格非常便宜。钠离子电池82
4、.关键材料世界上最早的钠电池20世纪60年代由美国福特公司发明了以金属钠为负极,硫为正极的高温钠硫电池,经过半个世纪的发展,钠电池主要有钠硫电池(NaS),钠/氯化镍电池(Zebra电池)两种体系。这类高温钠电池需在高温环境下工作,这将涉及到保温和能耗问题,大大影响电池的实际性能。钠硫电池在300 以上的高温环境下工作,当电解质管破裂或者渗漏时,高温的液态钠和液态硫直接接触发生剧烈反应,释放大量热,甚至引起电池爆炸由于以金属钠为负极的钠电池体系存在很大的安全隐患,目前还不能找到有效的解决之道。因此,研究者提出以可储存钠离子的电极材料代替金属钠,发展钠离子电池。钠离子电池92.关键材料钠离子电池
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