會呼吸的鈉電池技術解析演講人：日期:目

錄CATALOGUE02核心組件構成01工作原理與創(chuàng)新機制03性能優(yōu)勢對比04產(chǎn)業(yè)化應用場景05技術挑戰(zhàn)分析06未來發(fā)展方向工作原理與創(chuàng)新機制01鈉離子呼吸效應解析在充放電過程中，鈉離子在電極材料中嵌入和脫嵌，實現(xiàn)電荷的存儲和釋放。鈉離子嵌入與脫嵌呼吸效應的作用呼吸效應的優(yōu)化鈉離子在嵌入和脫嵌過程中引起電極材料體積的膨脹和收縮，形成“呼吸”效應，有助于電池的充放電性能。通過優(yōu)化電極材料的結構和組成，可以進一步提高鈉離子的擴散速率和嵌入容量，從而提升電池的循環(huán)穩(wěn)定性和能量密度。三維電極結構設計原理三維結構的優(yōu)勢三維電極結構具有更大的比表面積和更短的離子傳輸路徑，有助于提高電池的功率密度和充放電速率。01三維結構的實現(xiàn)方式通過納米結構設計、多孔材料制備等手段，構建具有連續(xù)電子和離子傳輸路徑的三維電極結構。02三維結構的挑戰(zhàn)在保持結構穩(wěn)定性和機械強度的同時，實現(xiàn)電極材料的高比容量和高充放電效率。03空氣自調(diào)節(jié)功能實現(xiàn)空氣自調(diào)節(jié)的原理利用空氣中的氧氣與電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體進行反應，實現(xiàn)電池內(nèi)部壓力的自我調(diào)節(jié)和平衡?？諝庾哉{(diào)節(jié)的意義空氣自調(diào)節(jié)的技術挑戰(zhàn)空氣自調(diào)節(jié)功能可以有效避免因電池內(nèi)部壓力過高而導致的電池爆炸或損壞，提高電池的安全性。需要開發(fā)高效的氧氣傳輸和反應催化劑，以提高氧氣的利用率和反應速率，從而實現(xiàn)電池的高效自調(diào)節(jié)。123核心組件構成02多孔復合正極材料穩(wěn)定的電化學性能多孔復合正極材料具有穩(wěn)定的電化學性能，可以確保電池在長期循環(huán)中的穩(wěn)定性和安全性。03多孔結構使得正極材料具有更高的比表面積，可以增加與電解液的接觸面積，降低電池內(nèi)阻。02高比表面積三維結構多孔復合正極材料通常具有三維結構，能夠提供更多的電子和離子傳輸通道，從而提高電池的性能。01鈉金屬負極優(yōu)化方案通過合金化可以有效降低鈉金屬負極的活性，減少枝晶生成，提高電池的安全性和循環(huán)穩(wěn)定性。合金化在鈉金屬負極表面包覆一層碳材料，可以有效防止鈉與電解液直接接觸，從而抑制枝晶生成。碳材料包覆通過納米結構設計，可以有效降低鈉金屬負極的比表面積，減少副反應的發(fā)生，提高電池的庫侖效率。納米結構設計固態(tài)電解質(zhì)界面層高離子導電性固態(tài)電解質(zhì)界面層具有高離子導電性，可以確保鈉離子在界面上的快速傳輸，降低電池的內(nèi)阻。01良好化學穩(wěn)定性固態(tài)電解質(zhì)界面層需要在電池充放電過程中保持穩(wěn)定的化學性質(zhì)，不與正負極材料發(fā)生反應。02優(yōu)異機械性能固態(tài)電解質(zhì)界面層需要具有優(yōu)異的機械性能，能夠有效抑制鈉枝晶的生長，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。03性能優(yōu)勢對比03鈉離子電池能量密度大幅提升相較于傳統(tǒng)鋰離子電池，鈉離子電池在能量密度方面實現(xiàn)了顯著突破，能夠存儲更多的能量，滿足長續(xù)航需求。鈉離子電池能量密度與鋰離子電池相當在某些應用場景下，鈉離子電池的能量密度已經(jīng)接近或達到鋰離子電池的水平，具備替代鋰離子電池的潛力。能量密度突破性進展循環(huán)穩(wěn)定性實驗數(shù)據(jù)鈉離子電池在循環(huán)充放電過程中，能夠保持較高的容量保持率，延長電池使用壽命。長循環(huán)壽命經(jīng)過多次充放電循環(huán)后，鈉離子電池的電化學性能保持穩(wěn)定，容量衰減較小，表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)異0102低溫環(huán)境適應性測試鈉離子電池在低溫環(huán)境下仍能夠正常充放電，且容量保持率較高，解決了傳統(tǒng)鋰離子電池低溫性能不佳的問題。低溫性能突出部分鈉離子電池還具備低溫自加熱功能，能夠在極寒環(huán)境下通過內(nèi)部電化學反應自行加熱，提高電池溫度，確保電池性能。低溫自加熱功能產(chǎn)業(yè)化應用場景04電網(wǎng)級儲能系統(tǒng)適配匹配可再生能源發(fā)電波動解決風能、太陽能等可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性問題，實現(xiàn)能源的有效儲存和平衡。提升電網(wǎng)穩(wěn)定性延長電力設備使用壽命在電網(wǎng)負荷低谷時充電，高峰時放電，有效平衡電網(wǎng)供需，降低電網(wǎng)故障風險。減少電力設備在高峰時段的過載運行，降低設備損壞率，提高整體使用壽命。123為電動汽車提供持久、穩(wěn)定的動力源，減少對石油資源的依賴。新能源汽車動力匹配替代傳統(tǒng)燃油車動力源相比鋰電池，鈉電池成本更低，有助于降低新能源汽車的購車成本。降低新能源車購車成本具備較高的充電速度和能量密度，滿足新能源汽車快速充電和長續(xù)航需求?？焖俪潆娕c長續(xù)航分布式能源存儲方案家庭儲能系統(tǒng)將多余太陽能發(fā)電儲存起來，供夜間或電力不足時使用，實現(xiàn)家庭能源自給自足。01工業(yè)園區(qū)儲能為工業(yè)園區(qū)提供穩(wěn)定電力支持，降低企業(yè)用電成本，提高能源利用效率。02偏遠地區(qū)供電在電網(wǎng)難以覆蓋的偏遠地區(qū)，提供可靠的電力供應，滿足當?shù)鼐用窕旧钚枨蟆?3技術挑戰(zhàn)分析05材料膨脹控制難點相較于鋰離子，鈉離子半徑更大，嵌入和脫嵌過程中材料體積變化大，易導致結構破壞。鈉離子半徑大鈉離子電池在充放電過程中，材料易與電解液發(fā)生反應，導致性能衰減。材料穩(wěn)定性差鈉金屬在充放電過程中易形成枝晶，穿透隔膜，引起電池短路。枝晶生長問題氧氣循環(huán)效率瓶頸副反應影響電池工作過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物可能影響氧氣的傳輸和催化性能，降低氧氣循環(huán)效率。03現(xiàn)有的催化劑對氧氣的還原和氧化反應催化活性不足，影響氧氣循環(huán)效率。02催化劑性能不佳氧氣傳輸阻力大氧氣在電極材料中的擴散系數(shù)較低，導致氧氣循環(huán)效率受限。01規(guī)?；a(chǎn)成本測算鈉離子電池的原料成本較高，尤其是高性能電極材料和電解液。原料成本制造成本設備投資鈉離子電池的制造工藝尚未完全成熟，制造成本較高。規(guī)?；a(chǎn)鈉離子電池需要投入大量設備，設備折舊和維護成本較高。未來發(fā)展方向06提升催化效率研究如何通過優(yōu)化催化劑的結構和組成，提高氧析出和氧還原反應的催化效率，從而提升鈉電池的性能。雙功能催化劑研究催化劑穩(wěn)定性探索具有高穩(wěn)定性的催化劑材料，以確保在電池充放電過程中催化劑的持久活性。降低成本研究低成本的催化劑制備方法和原材料，以降低鈉電池的整體成本。柔性電池形態(tài)開發(fā)彎曲性能研究如何在不影響電池性能的情況下，使鈉電池具備更好的彎曲和折疊性能，以適應不同形狀和尺寸的電子設備。輕薄設計安全性能探索如何減小鈉電池的厚度和重量，實現(xiàn)更輕薄、更便攜的電池形態(tài)。研究柔性鈉電池的安全性能，包括防止電池在彎曲或折疊時發(fā)生短路、電解液泄漏等安全問題。123智能管理系統(tǒng)集成通過集成傳感器和算法，實時監(jiān)測鈉電池的工作狀態(tài)，包括電壓、電流、溫度等參數(shù)，以確保電池