钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，两种化学反应都依赖于离子在主体结构之间的插入。此外，钠基电池的结构与商业上广泛使用的锂离子电池几乎相同。然而，钠离子电池与锂离子电池有几个根本区别，既有优点也有缺点：
优点：
- 环境丰富度：钠的储量比锂丰富1000多倍，且在世界范围内分布更均匀。
- 安全性：钠离子电池在运输过程中可以放电至 0V，从而避免了锂离子电池存在的热失控危险。
- 成本低：钠前体（如Na 2 CO 3）比同等的锂化合物便宜得多。
- 阴极化学选项有三大类材料：
- 层状过渡金属氧化物
- 多聚阴离子化合物
- 普鲁士蓝类似物
- 阴极材料可以由更可持续的过渡金属（例如 Fe、Cu 或 Mn）合成。
缺点：
- 钠离子电池的能量密度低于锂离子电池。这是因为钠比锂重得多且体积大得多，而且 Na + /Na 的还原电位比 Li + /Li 更高。
- 钠离子技术并不像锂离子技术那么成熟。
钠离子电池材料
由于两种技术相似，钠离子电池和锂离子电池中的许多电池组件也相似。本文概述了钠离子电池中的组成电池部件。
钠离子电池特性
- 电芯级能量密度为100至160Wh/kg、290Wh/L。
- 电压范围为 1.5 至 4.3V。请注意，电池可以放电至 0V 并以 0V 运输，从而提高运输过程中的安全性。
- 电池BOM成本比LFP低20-30％。
- 比锂离子电池具有更宽的工作温度范围（-20°C 至 +60°C）。
- C/5 时典型能源效率为 92%。
钠离子电池中的硬碳阳极
- 新兴电池技术——比目前商业化的锂离子电池具有成本、安全性、可持续性和性能优势1,2。
- 优点：
- 广泛可用
- 廉价的原材料
- 快速可扩展技术
- 满足全球对碳中和能源存储解决方案的需求3,4。
- 添加金属会增加整体能量密度，但会导致体积变化从而导致失败。
开路电压
我们目前掌握的两个电池数据集的 OCV 非常相似。充电和放电之间的滞后很小。
然而，您可以看到，相对于 SoC 的电压摆动比其他化学物质更为显著。
钠离子降解
- 过压充电
- 氢气的存在
- 当用作钠离子电池正极时，会导致 α-NaMnO 2发生不可逆降解 [1]。
- 阴极原子结构缺陷
- 这些缺陷是在合成正极材料的步骤中形成的。这些缺陷最终导致正极发生结构性地震，从而导致电池循环过程中性能急剧下降 [2]。
Hina NaCR32140-MP10钠离子电池 0.5C 充电/0.5C 放电，500 次循环后容量保持率为 98%。
将 DoD 降低至 90%，即使在 2C / 2C 循环后，3850 次循环后的容量保持率仍为 96%，80% SOH 的预期寿命为 >25,000 次循环。
钠离子电池组
随着大量公告的发布，这种低成本电池技术正在快速普及。
达到电池组级别120Wh/kg。
电池单元的能量密度（体积和重量）将阻止钠离子在大多数车辆应用中的使用。除了最小的电池组，钠在成本方面具有优势。不过，目前供应链成熟度还处于早期阶段，成本相对较高。
