【探讨】钠离子电池的电解质-北极星储能网

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导读：本文简要介绍有机电解质、水系电解质、离子液体电解质、固体聚合物电解质、无机固态复合电解质和凝胶态聚合物电解质等体系在钠离子电池中的研究进展，讨论这些电解质体系的电导率、电化学窗口、热稳定性等特点。

单位：北京理工大学材料学院白莹等

钠离子电池电解质对钠离子电池的电化学性能、安全性能等具有重要的作用。本文介绍了几种主要的钠离子电池电解质，包括有机电解质、水系电解质、离子液体电解质、固体电解质、凝胶态聚合物电解质。钠离子电池目前普遍采用的是以NaPF6或NaClO4作钠盐、碳酸酯作有机溶剂的电解质，这类电解质已经成功地与多种钠离子电池的正负极材料进行匹配，表现出良好的综合性能。不过，这类电解质在长期工作过程中会腐蚀金属钠电极，影响SEI膜的稳定性，引起电池电化学性能的衰减;另外，液态电解质还普遍都存在漏液、燃烧等安全性隐患。因此，对于相对成熟的钠离子电池液态电解质，需要进一步关注其电极过程的界面问题，提高其安全性，并改善其与电极材料和电池辅料的相容性。此外，对于安全性较高的离子液体电解质、凝聚态聚合物电解质和固体电解质，尚有诸多基础科学问题需要解决，在实用化的过程中还需在电导率、机械强度、成本等因素之间取得平衡。钠离子电池的前期发展是以各种嵌钠电极材料的尝试作为主要推动力，而钠离子电池在电化学储能中的大规模应用需要展现出长寿命、低成本的综合性能，电解质作为这一体系中的重要组成部分，对推动钠离子电池未来的发展也将起到越来越重要的作用。

随着人类对能源的依存度不断提高，能源危机、资源匮乏、环境污染的压力日益加剧，人类面临的首要难题是要改变不合理的能源结构，开发清洁能源代替化石能源，如风能，太阳能等。但是这类可再生能源受到外界自然条件的限制，一般都具有随机性、间歇性、能量密度低等特点，如果将其产生的电能直接输入到电网，会对电网产生很大的冲击。这种情况下，大规模发展储能系统能够提升社会整体能量使用效率。在各种储能方式中，电化学储能具有投资少、效率高、用灵活等优势，得到了广泛的研究与应用。锂离子电池由于其能量密度大，工作电压高，循环寿命长等优势目前广泛应用于各类储能示范工程中。但是随着大规模消费电子、电动汽车业发展对锂离子电池的依赖加剧，锂资源短缺成为了锂离子电池大规模应用发展的阻碍。因此，迫切需要发展新型储能电池体系。钠离子电池的出现有效缓解了因锂资源短缺导致锂离子电池发展受限的问题。钠在地壳中储量丰富、成本低、无毒，钠离子电池的半电池电势仅比锂离子电池高0.3 V，同时钠和锂具有相似的电化学性质，所以发展大规模能应用的室温钠离子电池具有非常重要的战略意义。电解质是电池的重要组成部分，影响电池的安全性能和电化学性能。所以改善电解质对电池的能量密度，循环寿命，安全性能有重要的影响。作为钠离子电池电解质需满足以下几个基本要求：高离子电导率，宽电化学窗口，电化学和热稳定性以及高机械强度。从目前已有的研究来看，钠离子电池电解质从相态上具体分类情况如图1所示，即主要包含液态电解质、离子液体电解质、凝胶态电解质和固体电解质四大类，其中液态电解质又分为有机电解质和水系电解质这两类，固体电解质又分为固体聚合物电解质和无机固态电解质这两类。

原标题：钠离子电池的电解质

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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