Energie jako materiální základ pro pokrok lidské civilizace vždy hrála důležitou roli.Je nepostradatelnou zárukou rozvoje lidské společnosti.Spolu s vodou, vzduchem a potravou tvoří nezbytné podmínky pro přežití člověka a přímo ovlivňuje lidský život..

Rozvoj energetiky prošel dvěma velkými proměnami z „éry“ palivového dřeva do „éry“ uhlí a poté z „éry“ uhlí do „éry“ ropy.Nyní se to začalo měnit z „éry“ ropy na „éru“ změny obnovitelné energie.

Od uhlí jako hlavního zdroje na počátku 19. století po ropu jako hlavní zdroj v polovině 20. století lidé využívali fosilní energii ve velkém měřítku již více než 200 let.Globální energetická struktura, které dominuje fosilní energie, však již není daleko od vyčerpání fosilní energie.

Tři tradiční ekonomické nosiče fosilní energie reprezentované uhlím, ropou a zemním plynem se v novém století rychle vyčerpají a v procesu využívání a spalování způsobí také skleníkový efekt, vytvoří velké množství znečišťujících látek a znečišťuje životní prostředí. prostředí.

Proto je nezbytně nutné snížit závislost na fosilní energii, změnit stávající strukturu iracionálního využívání energie a hledat čistou novou obnovitelnou energii bez znečištění.

V současné době zahrnuje obnovitelná energie především větrnou energii, vodíkovou energii, solární energii, energii biomasy, přílivovou energii a geotermální energii atd. a větrná energie a solární energie jsou aktuálními výzkumnými ohnisky po celém světě.

Stále je však poměrně obtížné dosáhnout efektivní přeměny a skladování různých obnovitelných zdrojů energie, a tak je obtížné je efektivně využít.

V tomto případě, aby bylo možné realizovat efektivní využití nové obnovitelné energie lidmi, je nutné vyvinout pohodlnou a účinnou novou technologii skladování energie, která je také horkým místem současného sociálního výzkumu.

V současné době jsou lithium-iontové baterie, jako jedna z nejúčinnějších sekundárních baterií, široce používány v různých elektronických zařízeních, dopravě, letectví a dalších oblastech., jsou vyhlídky na rozvoj obtížnější.

Fyzikální a chemické vlastnosti sodíku a lithia jsou podobné a má efekt skladování energie.Díky svému bohatému obsahu, rovnoměrnému rozložení zdroje sodíku a nízké ceně se používá v technologii skladování energie ve velkém měřítku, která se vyznačuje nízkou cenou a vysokou účinností.

Materiály kladných a záporných elektrod sodíkových iontových baterií zahrnují vrstvené sloučeniny přechodných kovů, polyanionty, fosfáty přechodných kovů, nanočástice jádra a obalu, sloučeniny kovů, tvrdý uhlík atd.

Jako prvek s extrémně bohatými zásobami v přírodě je uhlík levný a snadno dostupný a získal si velké uznání jako anodový materiál pro sodík-iontové baterie.

Podle stupně grafitizace lze uhlíkové materiály rozdělit do dvou kategorií: grafitický uhlík a amorfní uhlík.

Tvrdý uhlík, který patří k amorfnímu uhlíku, vykazuje specifickou kapacitu pro ukládání sodíku 300 mAh/g, zatímco uhlíkové materiály s vyšším stupněm grafitizace jsou pro svůj velký povrch a pevný řád obtížně použitelné pro komerční využití.

V praktickém výzkumu se proto používají především negrafitové tvrdé uhlíkové materiály.

Aby se dále zlepšila výkonnost anodových materiálů pro sodno-iontové baterie, lze hydrofilitu a vodivost uhlíkových materiálů zlepšit pomocí iontového dopování nebo slučování, což může zvýšit výkon uhlíkových materiálů při skladování energie.

Jako materiál záporné elektrody sodíkové iontové baterie jsou kovové sloučeniny hlavně dvourozměrné karbidy a nitridy kovů.Kromě vynikajících vlastností dvourozměrných materiálů mohou nejen ukládat sodíkové ionty adsorpcí a interkalací, ale také se spojovat se sodíkem. Kombinace iontů generuje kapacitu prostřednictvím chemických reakcí pro akumulaci energie, čímž výrazně zlepšuje efekt skladování energie.

Kvůli vysokým nákladům a obtížnosti získávání kovových sloučenin jsou uhlíkové materiály stále hlavními anodovými materiály pro sodík-iontové baterie.

Vzestup vrstvených sloučenin přechodných kovů je po objevu grafenu.V současné době mezi dvourozměrné materiály používané v sodíkových iontových bateriích patří především vrstvené NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4 atd.

Polyaniontové kladné elektrodové materiály byly nejprve použity v kladných elektrodách lithium-iontových baterií a později byly použity v sodíkových iontových bateriích.Mezi důležité reprezentativní materiály patří olivínové krystaly, jako je NaMnP04 a NaFeP04.

Fosforečnan přechodného kovu byl původně používán jako kladný elektrodový materiál v lithium-iontových bateriích.Proces syntézy je relativně vyzrálý a existuje mnoho krystalových struktur.

Fosfát jako trojrozměrná struktura vytváří rámcovou strukturu, která napomáhá deinterkalaci a interkalaci sodíkových iontů, a poté získává sodno-iontové baterie s vynikajícím výkonem při ukládání energie.

Materiál struktury jádra a pláště je nový typ anodového materiálu pro sodno-iontové baterie, který se objevil teprve v posledních letech.Na základě původních materiálů tento materiál dosáhl duté struktury díky vynikajícímu konstrukčnímu řešení.

Mezi běžnější materiály struktury jádra a obalu patří duté nanokubusy selenidu kobaltu, nanosféry vanadičnanu sodného s jádrem a obalem dopované Fe-N, nanosféry porézního uhlíkového dutého oxidu cínu a další duté struktury.

Díky svým vynikajícím vlastnostem, spojeným s magickou dutou a porézní strukturou, je elektrolytu vystavena větší elektrochemická aktivita a současně také výrazně podporuje iontovou mobilitu elektrolytu, aby se dosáhlo efektivního skladování energie.

Globální obnovitelné zdroje energie stále rostou, což podporuje rozvoj technologie skladování energie.

V současnosti ji lze podle různých způsobů skladování energie rozdělit na fyzické skladování energie a elektrochemické skladování energie.

Elektrochemické skladování energie splňuje vývojové standardy dnešní nové technologie skladování energie díky svým výhodám vysoké bezpečnosti, nízké ceně, flexibilnímu použití a vysoké účinnosti.

Podle různých procesů elektrochemické reakce zahrnují elektrochemické zdroje energie pro ukládání energie hlavně superkondenzátory, olověné baterie, palivové baterie, nikl-metal hydridové baterie, sodno-sírové baterie a lithium-iontové baterie.

V technologii skladování energie přitahovaly flexibilní elektrodové materiály mnoho výzkumných zájmů vědců kvůli jejich konstrukční rozmanitosti, flexibilitě, nízkým nákladům a charakteristikám ochrany životního prostředí.

Uhlíkové materiály mají speciální termochemickou stabilitu, dobrou elektrickou vodivost, vysokou pevnost a neobvyklé mechanické vlastnosti, což z nich dělá slibné elektrody pro lithium-iontové baterie a sodno-iontové baterie.

Superkondenzátory lze rychle nabíjet a vybíjet za podmínek vysokého proudu a mají životnost více než 100 000krát.Jsou novým typem speciálního elektrochemického napájecího zdroje energie mezi kondenzátory a bateriemi.

Superkondenzátory se vyznačují vysokou hustotou výkonu a vysokou mírou přeměny energie, ale jejich hustota energie je nízká, jsou náchylné k samovybíjení a při nesprávném použití jsou náchylné k úniku elektrolytu.

Přestože má palivový článek vlastnosti nenabíjení, velkou kapacitu, vysokou specifickou kapacitu a široký rozsah specifického výkonu, jeho vysoká provozní teplota, vysoká cena a nízká účinnost přeměny energie jej činí dostupným pouze v procesu komercializace.používané v určitých kategoriích.

Olověné baterie mají výhody nízké ceny, vyspělé technologie a vysoké bezpečnosti a jsou široce používány v signálních základnových stanicích, elektrických jízdních kolech, automobilech a skladování energie v síti.Krátké desky, které znečišťují životní prostředí, nemohou splňovat stále vyšší požadavky a normy pro akumulátory energie.

Baterie Ni-MH se vyznačují vysokou všestranností, nízkou výhřevností, velkou kapacitou monomeru a stabilními vybíjecími charakteristikami, ale jejich hmotnost je relativně velká a existuje mnoho problémů v řízení série baterií, které mohou snadno vést k roztavení jednoho oddělovače baterií.