北京扁平疣医院治疗 http://pf.39.net/bdfyy/bjzkbdfyy/index.html摘要：钠离子电池具有资源丰富、成本低廉、能量转换效率高、循环寿命长、维护费用低、安全性好等诸多独特的优势，能够满足新能源电池领域高性价比和高安全性等应用的要求。然而钠离子电池作为一种全新的化学电源体系，在当前产业化和推向市场之际，国内外无任何可供使用的产品标准或规范，这将会严重制约钠离子电池技术和产业的发展，迫切需要制定相关的国家和行业标准，实现钠离子电池产品的检验规范化和质量标准化，规范市场秩序和推动技术进步。本文首先介绍了全球范围内锂资源和钠资源的形势；其次，对钠离子电池所具有的特性和优势、国内外的技术及产业化发展现状、存在的问题和未来的发展趋势进行了详细说明，并分析了目前全球范围内钠离子电池标准的现状及可供其参考的其他电池体系已有的标准或规范，指出了钠离子电池标准制定的必要性。最后概括了锂离子电池标准化工作的发展历程及借鉴意义，提出了在制定钠离子电池的标准时可结合其产品特点并借鉴锂离子电池标准化建设工作的具体建议。关键词：钠离子电池；标准；产业化锂离子电池已经被证明是目前市场上最有影响力的电池产品，被广泛应用于便携式电子产品、电动工具和电动汽车等。近年来，随着这些行业的飞速发展，国内外锂离子电池的生产制造规模达到了空前高度，并且各大锂离子电池生产商还在不断扩大其产能，这必然导致锂资源的大量消耗和价格上涨，05年碳酸锂价格就一度达到了4～6万元/吨。但是锂并不是一种丰富的资源，在地壳中的丰度仅约为7ppm(ppm=0-6，余同)(图)，且分布极不均匀。据美国地质调查局(USGS)09年最新报告显示，全球锂资源储量约万吨，其中南美洲国家阿根廷占比.87%、玻利维亚占比4.5%、智利占比.7%，分别位居全球锂资源储量前三，被称为南美洲地区的“锂三角”(图)。这种锂资源分布的不均匀性势必又将导致全球范围内新一轮的“资源战争”，而且按照锂离子电池现在的发展速度，若不考虑回收，其应用将在几十年后受到锂资源的严重限制，如果再将锂离子电池应用到大规模储能市场，势必将加速这一过程。图地壳中部分化学元素的丰度图世界主要锂资源国家的探明储量和产量占比众所周知，元素周期表中钠与锂是处于同一主族且具有相似物理化学性质的金属元素，地球上钠资源储量非常丰富，元素含量约为ppm，丰度位于第6位(图)，且钠分布于全球各地，可完全不受资源和地域的限制，所以在资源方面，钠离子电池比锂离子电池具有更大的优势。此外，钠离子与锂离子在电池体系中具有类似的脱/嵌机制(图)，对钠离子电池的研究与开发可缓解由锂资源短缺引发的新能源电池发展受限的问题。虽然在能量密度等方面与目前的锂离子电池相比还存在差距，然而在低速电动车和储能应用中成本和寿命是比能量密度更重要的指标，由此可以判断，钠离子电池将在低速电动车、大规模电力储能、5G通信基站、数据中心等应用领域拥有比锂离子电池更大的市场竞争优势。图钠离子电池的工作原理钠离子电池特性尽管钠是周期表中仅次于锂的碱金属元素，但两者在物理化学性质上的差异(表)势必会造成相应电极材料在电化学性能上的差异。较重的钠离子质量和较大的钠离子半径致使钠离子电池的重量和体积能量密度无法完全与锂离子电池相媲美，而钠离子较大的离子半径也会引起电极材料在离子输运、体相结构演变和界面性质等方面的差异。因此，为了发挥钠离子电池自身的特性和优势，必须探寻不同于锂离子电池的新的材料体系。表锂与钠的物理化学性质对比注：?=0.nm。然而，钠与锂物理化学性质上的差异所带来的影响不一定都是负面的，在某些方面具体其独特的优势：①由于钠离子与过渡金属元素离子的半径差异较大，在高温下更容易与过渡金属分离形成层状结构，使其层状氧化物的堆积方式具有多样化。含锂层状氧化物多为O型结构，而含钠层状氧化物具有丰富的O型和P型材料种类；②很多在含锂层状氧化物正极中没有电化学活性的过渡金属元素在含钠层状氧化物中具有活性。目前仅发现Mn、Co、Ni三个元素组成的含锂层状氧化物可以可逆充放电，而具有活性的含钠层状氧化物种类相对较多，Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等元素均具有活性且表现出多种性质；③钠离子在电极材料中的扩散速率并非一定低于锂离子，扩散速率的快慢与电极材料的晶体结构密切相关；④在充放电过程中，相同构型的电极材料由于传输离子的差异会产生不同的相变，特别是钠离子与空位的有序无序分布将产生重要影响；⑤较大的钠离子半径不一定会导致电极材料的体积发生巨大形变；⑥在极性溶剂中钠离子具有更低的溶剂化能，从而在电解液中具有更快的动力学，具有更高的电导率。另一方面钠离子的Stokes半径比锂离子的小，相同浓度的电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率，或者更低浓度电解液可以达到同样离子电导率；⑦钠离子电池在电池充放电过程中钠不会与铝产生电化学合金化反应，因此负极也可以采用铝箔作为集流体(铝箔价格约为铜箔的/)，既有利于电池的安全(避免过放引起的集流体氧化且可以过放电至零伏)，又达到了进一步降低电池成本的目的。此外，钠离子电池电极极片制作时，在铝箔集流体两面分别涂覆正极材料和负极材料，并将极片进行周期性的叠片，还可以做成双极性(bi-polar)电池。这在单体电池中实现了高电压，可大量节约其他非活性材料，进一步提升电池的能量密度。而且由于钠离子电池与锂离子电池相似的结构，在规模化生产中可借鉴锂离子电池的生产检测设备、工艺技术和制造方法等，可加快钠离子电池的产业化速度。钠离子电池在其他方面性能如高低温性能、安全性能等方面是否存在其自身特点及独特优势，仍需进一步挖掘。钠离子电池产业化现状及发展趋势.产业化现状00年以来，钠离子电池受到国内外学术界和产业界的广泛