Энергія, як матэрыяльная аснова прагрэсу чалавечай цывілізацыі, заўсёды адыгрывала важную ролю.Гэта незаменная гарантыя развіцця чалавечага грамадства.Разам з вадой, паветрам і ежай ён складае неабходныя ўмовы для выжывання чалавека і непасрэдна ўплывае на яго жыццё..

Развіццё энергетыкі зведала дзве асноўныя трансфармацыі: ад «эры» дроў да «эры» вугалю, а затым ад «эры» вугалю да «эры» нафты.Цяпер ён пачаў змяняцца ад «эры» нафты да «эры» змены аднаўляльных крыніц энергіі.

Ад вугалю ў якасці асноўнай крыніцы ў пачатку 19-га стагоддзя да нафты ў якасці асноўнай крыніцы ў сярэдзіне 20-га стагоддзя, людзі выкарыстоўвалі выкапнёвую энергію ў вялікіх маштабах на працягу больш чым 200 гадоў.Аднак глабальная энергетычная структура, у якой дамінуе энергія выкапняў, робіць яе больш недалёкай ад вычарпання энергіі выкапняў.

Тры традыцыйныя выкапнёвыя энергетычныя носьбіты, прадстаўленыя вуглём, нафтай і прыродным газам, будуць хутка вычарпаны ў новым стагоддзі, і ў працэсе выкарыстання і згарання гэта таксама выкліча парніковы эфект, утворыць вялікую колькасць забруджвальных рэчываў і забрудзіць навакольнае асяроддзе.

Такім чынам, вельмі важна паменшыць залежнасць ад выкапнёвай энергіі, змяніць існуючую структуру нерацыянальнага выкарыстання энергіі і шукаць чыстую і незабруджаную новую аднаўляльную энергію.

У цяперашні час аднаўляльная энергія ў асноўным уключае энергію ветру, вадародную энергію, сонечную энергію, энергію біямасы, энергію прыліваў і адліваў і геатэрмальную энергію і г.д., а энергія ветру і сонечная энергія з'яўляюцца сучаснымі гарачымі кропкамі даследаванняў ва ўсім свеце.

Тым не менш, па-ранейшаму адносна складана дасягнуць эфектыўнага пераўтварэння і захоўвання розных аднаўляльных крыніц энергіі, што робіць цяжкім іх эфектыўнае выкарыстанне.

У гэтым выпадку, каб рэалізаваць эфектыўнае выкарыстанне новай аднаўляльнай энергіі людзьмі, неабходна распрацаваць зручную і эфектыўную новую тэхналогію захоўвання энергіі, якая таксама з'яўляецца гарачай кропкай сучасных сацыяльных даследаванняў.

У цяперашні час літый-іённыя акумулятары, як адны з найбольш эфектыўных другасных акумулятараў, шырока выкарыстоўваюцца ў розных электронных прыладах, на транспарце, аэракасмічнай і іншых галінах., перспектывы развіцця складаней.

Фізічныя і хімічныя ўласцівасці натрыю і літыя падобныя, і ён валодае эфектам захоўвання энергіі.З-за яго багатага ўтрымання, раўнамернага размеркавання крыніцы натрыю і нізкай цаны ён выкарыстоўваецца ў буйнамаштабнай тэхналогіі захоўвання энергіі, якая мае нізкі кошт і высокую эфектыўнасць.

Матэрыялы станоўчага і адмоўнага электродаў іённа-натрыевых акумулятараў ўключаюць слаістыя злучэнні пераходных металаў, поліаніёны, фасфаты пераходных металаў, наначасціцы ядро-абалонка, злучэнні металаў, цвёрды вуглярод і г.д.

Будучы элементам з надзвычай багатымі запасамі ў прыродзе, вуглярод танны і лёгкі ў атрыманні, і ён атрымаў вялікае прызнанне ў якасці аноднага матэрыялу для іённа-натрыевых батарэй.

Па ступені графітызацыі вугляродныя матэрыялы можна падзяліць на дзве катэгорыі: графітны вуглярод і аморфны вуглярод.

Цвёрды вуглярод, які адносіцца да аморфнага вугляроду, дэманструе ўдзельную ёмістасць для захоўвання натрыю 300 мАг/г, у той час як вугляродныя матэрыялы з больш высокай ступенню графітызацыі цяжка выкарыстоўваць у камерцыйных мэтах з-за іх вялікай плошчы паверхні і моцнага парадку.

Такім чынам, неграфітавыя цвёрдыя вугляродныя матэрыялы ў асноўным выкарыстоўваюцца ў практычных даследаваннях.

Для далейшага паляпшэння характарыстык анодных матэрыялаў для іённа-натрыевых акумулятараў гідрафільнасць і праводнасць вугляродных матэрыялаў можна палепшыць з дапамогай іённага легіравання або злучэння, што можа павысіць эфектыўнасць захоўвання энергіі вугляродных матэрыялаў.

У якасці матэрыялу адмоўнага электрода іённа-натрыевай батарэі металічныя злучэнні ў асноўным уяўляюць сабой двухмерныя карбіды і нітрыды металаў.У дадатак да выдатных характарыстык двухмерных матэрыялаў, яны могуць не толькі захоўваць іёны натрыю шляхам адсорбцыі і інтэркаляцыі, але і спалучацца з натрыем. Спалучэнне іёнаў стварае ёмістасць з дапамогай хімічных рэакцый для назапашвання энергіі, тым самым значна паляпшаючы эфект назапашвання энергіі.

З-за высокага кошту і цяжкасці атрымання металічных злучэнняў вугляродныя матэрыялы па-ранейшаму з'яўляюцца асноўнымі аноднымі матэрыяламі для іённа-натрыевых батарэй.

Рост слаістай злучэнняў пераходных металаў адбыўся пасля адкрыцця графена.У цяперашні час двухмерныя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў натрыева-іённых батарэях, у асноўным уключаюць слаісты NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4 і г.д.

Матэрыялы поліанионных станоўчых электродаў спачатку былі выкарыстаны ў станоўчых электродах літый-іённых батарэй, а пазней выкарыстоўваліся ў іённа-натрыевых батарэях.Важныя рэпрэзентатыўныя матэрыялы ўключаюць крышталі алівіну, такія як NaMnPO4 і NaFePO4.

Фасфат пераходнага металу першапачаткова выкарыстоўваўся ў якасці матэрыялу станоўчага электрода ў літый-іённых батарэях.Працэс сінтэзу адносна спелы і ёсць шмат крышталічных структур.

Фасфат, як трохмерная структура, стварае каркасную структуру, якая спрыяе дэінтэркаляцыі і інтэркаляцыі іёнаў натрыю, а затым атрымлівае натрыева-іённыя батарэі з выдатнымі характарыстыкамі захоўвання энергіі.

Структурны матэрыял ядро-абалонка - гэта новы тып аноднага матэрыялу для іённа-натрыевых батарэй, які з'явіўся толькі ў апошнія гады.Заснаваны на арыгінальных матэрыялах, гэты матэрыял атрымаў полую структуру дзякуючы вытанчанаму канструктыўнаму дызайну.

Больш распаўсюджаныя матэрыялы структуры ядро-абалонка ўключаюць полыя нанакубы селеніду кобальту, нанасферы ванадата натрыю з сумесным легаваннем Fe-N ядро-абалонка, порыстыя вугляродныя полыя нанасферы аксіду волава і іншыя полыя структуры.

Дзякуючы выдатным характарыстыкам у спалучэнні з чароўнай полай і кіпрай структурай электраліт падвяргаецца большай электрахімічнай актыўнасці, і ў той жа час гэта таксама значна спрыяе рухомасці іёнаў электраліта для дасягнення эфектыўнага захоўвання энергіі.

Сусветная аднаўляльная энергетыка працягвае расці, спрыяючы развіццю тэхналогій захоўвання энергіі.

У цяперашні час, у адпаведнасці з рознымі метадамі захоўвання энергіі, яго можна падзяліць на фізічнае захоўванне энергіі і электрахімічнае захоўванне энергіі.

Электрахімічнае назапашванне энергіі адпавядае стандартам распрацоўкі сучаснай новай тэхналогіі назапашвання энергіі дзякуючы такім перавагам, як высокая бяспека, нізкі кошт, гнуткае выкарыстанне і высокая эфектыўнасць.

У адпаведнасці з рознымі працэсамі электрахімічнай рэакцыі электрахімічныя крыніцы харчавання для назапашвання энергіі ўключаюць у сябе суперкандэнсатары, свінцова-кіслотныя акумулятары, паліўныя акумулятары, нікель-металгідрыдныя акумулятары, натрыева-серныя і літый-іённыя акумулятары.

У тэхналогіі назапашвання энергіі гнуткія электродныя матэрыялы прыцягнулі даследчыя інтарэсы многіх навукоўцаў з-за іх разнастайнасці канструкцыі, гнуткасці, нізкай кошту і характарыстык аховы навакольнага асяроддзя.

Вугляродныя матэрыялы валодаюць асаблівай тэрмахімічнай стабільнасцю, добрай электраправоднасцю, высокай трываласцю і незвычайнымі механічнымі ўласцівасцямі, што робіць іх перспектыўнымі электродамі для літый-іённых і натрыева-іённых батарэй.

Суперкандэнсатары можна хутка зараджаць і разраджаць ва ўмовах моцнага току, і яны маюць тэрмін службы больш за 100 000 разоў.Гэта новы тып спецыяльнага электрахімічнага назапашвальніка энергіі паміж кандэнсатарамі і батарэямі.

Суперкандэнсатары маюць характарыстыкі высокай шчыльнасці магутнасці і высокай хуткасці пераўтварэння энергіі, але іх шчыльнасць энергіі нізкая, яны схільныя да самаразраду і ўцечцы электраліта пры няправільным выкарыстанні.

Нягледзячы на ​​тое, што паліўны элемэнт мае такія характарыстыкі, як адсутнасьць зарадкі, вялікая ёмістасць, высокая ўдзельная магутнасьць і шырокі дыяпазон удзельнай магутнасьці, яго высокая працоўная тэмпэратура, высокі сабекошт і нізкая эфэктыўнасьць пераўтварэньня энэргіі робяць яго даступным толькі ў працэсе камэрцыялізацыі.выкарыстоўваецца ў пэўных катэгорыях.

Свінцова-кіслотныя акумулятары маюць такія перавагі, як нізкі кошт, адпрацаваная тэхналогія і высокая бяспека, і шырока выкарыстоўваюцца ў базавых станцыях сігналу, электрычных роварах, аўтамабілях і сеткавых назапашвальніках энергіі.Кароткія платы, якія забруджваюць навакольнае асяроддзе, не могуць адпавядаць усё больш высокім патрабаванням і стандартам для акумулятараў энергіі.

Нікель-металгідрыдныя акумулятары маюць вялікую ўніверсальнасць, нізкую цеплатворную здольнасць, вялікую ёмістасць манамера і стабільныя характарыстыкі разраду, але іх вага адносна вялікая, і існуе шмат праблем у кіраванні серыямі акумулятараў, якія могуць лёгка прывесці да расплаўлення адной батарэі. батарэйныя сепаратары.