柔性钠离子电池研究进展

摘要

随着柔性电子产品需求的日益增长,柔性电池得到越来越多的研究和关注。目前,柔性锂离子电池由于高功率密度和高能量密度的特点,在柔性屏、可穿戴设备应用上取得了实质性的进展。然而,锂矿资源储量有限、分布不均的问题限制了电池的可持续发展。在寻求新型电池的道路上,钠离子电池引起了人们的关注。钠在地球中的存储量比锂更多,价格更低,这使得钠离子电池有望满足未来的市场需求。柔性钠离子电池的关键材料包括电极活性材料、电极集流体、电解质和隔膜。电极不仅需要高容量和优异的电导率,还要具有良好的机械柔韧性,保证柔性电池在各种形变(弯曲、拉伸、折叠等)下正常工作。柔性电解质和隔膜在保证电池安全的同时,还要保持与正负极之间具有稳定的界面结合。但这些关键材料不成熟、不完善的问题阻碍了柔性钠离子电池的发展。此外,普通袋式的柔性电池无法满足未来电子设备小型化和可穿戴的要求。创新实用的结构设计和适合大规模生产的制备技术也亟待发展。本文介绍了柔性钠离子电池电极材料(正负极活性材料和导电基底材料)、电解质、电池结构和制备工艺等方面的研究进展,对柔性电池现存的问题(比如成本高、安全性差、制备工艺复杂等)进行了分析探讨,最后展望了柔性钠离子电池未来的发展方向。