现代社会的生活和生产中离不开电池，它作为一种能够将化学能转化为电能的装置，在我们当今社会发挥着重要作用。伏特发明的第一个电池，正式开启了人类200多年的电池之旅。1800年，意大利物理化学家伏特，通过进行铜和锌与盐浸纸化学反应的实验，探究出负极发生氧化反应，正极发生还原反应，串联叠加增大电流的成果，即现代化学电池的基础——伏特电堆。
近年来锂离子电池发展飞快。1970年代初期开始研究和开发锂电池，在1990年代后期迅速普及和发展。锂电池以其高能量密度、长寿命和较轻的重量成为主要的可充电电池类型，广泛应用于电动车辆、移动电子设备和储能系统等领域。相比之下，钠电池的发展较为滞后。钠电池概念虽然在20世纪60年代就被提出，但由于受到许多经济层面和技术层面的限制，钠电池的发展尤为缓慢。近年来，随着可再生能源的需求不断增加，钠电池又开始闯进公众视野，受到关注并得到进一步的研究和发展。
那么既然锂电池这么好，还有必要发展钠电池吗?其实发展钠电池是要与锂电池形成互补，对标铅酸电池。发展钠电池不仅仅是为了经济效应，钠离子电池相对于锂电池成本低30%，我国的锂资源大多属于贫锂，很大部分需要依赖进口，易遇资源卡脖子问题，而钠资源分布十分广泛。钠电池的电解液通常是固态，与液态的锂电池相比，固态电解质可以更好地耐受较高的温度使得它热失控风险较低;由于钠具有较大的离子半径和电子亲和力，相对于锂，钠在电极材料之间的移动更难。这也让钠电池容易实现平衡电池堆叠的设计，降低了电池堆叠中的热耦合和内部短路的风险;相对于锂离子，钠离子的移动速度相对较慢。这意味着在电池充放电过程中，钠电池产生的反应速率较低，从而也减少了潜在的危险。
钠离子电池主要由正极、隔膜、电解液、负极以及电池壳体这五个部分组成，它的核心要素之一为正极材料，其成本占比约为 26%。正极材料的选择会直接关系到电池的能量密度、循环寿命、充放电速率、安全性以及成本和可持续性等关键指标。目前研究的钠离子电池正极材料主要分为层状氧化物、普鲁士蓝类、隧道型氧化物和聚阴离子型化合物等，四种材料各项性能各有优劣。
钠离子电池的负极材料在电池的充放电过程中承担着存储和释放钠离子的重要角色。负极材料应具备以下特点：能够高效地嵌入和脱嵌钠离子、具有良好的电导性、具备结构稳定性和循环寿命。目前，钠离子电池的负极材料主要包括碳材料、金属钠及合金和钠离子储存材料。
碳材料是最常用的钠离子电池负极材料之一。它们具有良好的导电性和结构稳定性，能够实现高效的钠离子嵌入和脱嵌。然而，金属钠的体积变化和极化效应会导致电池的容量衰减和循环寿命的减少。为了克服这些问题，研究人员也在探索钠与其他材料形成合金的负极材料，如硅合金、锡合金等，以提高电池性能。钠离子电池的负极材料的选择与开发仍然是一个活跃的研究领域，科学家们不断努力寻找新的材料和改进现有材料，以提高钠离子电池的能量密度、循环寿命和充放电速率，进而推动钠离子电池技术的进一步发展。
钠离子电池作为一种新兴的能量存储技术，具备许多优势和潜力。相比于传统的锂离子电池，钠离子电池拥有更丰富的资源、更低的成本以及更高的能量密度。钠离子电池成为应对能源储存和电动交通等领域挑战的有力解决方案。同时，钠离子电池还在可再生能源领域具备重要意义，能够平衡电网负荷、提高能源利用效率。未来，随着钠离子电池技术的不断创新和进步，我们有望看到更高能量密度、更长循环寿命和更快充放电速率的钠离子电池问世。这将推动电动汽车的普及以及国家新型能源体系的革新，更广泛应用可持续能源，并为我们创造更清洁、更可靠的能源未来。钠离子电池，引领能源革命的新星，让我们一起期待它的无限可能吧!
