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池的的电极材料。最后，与锂离子电池相比较，由于钠具有较高的半反应电位，因此钠离子 系统的电解质的分解电位更低，较低的工作电压也使得钠离子电池更为便宜，因为可以使用 水性电解质代替有机物电解质[19]。

钠离子电池在生产成本、安全性和大规模生产应用方面具有超出锂离子电池的优势，提 供了一个电池技术研究的新起点。但是同时钠离子电池存在几个比较棘手的问题需要解决。 第一，钠离子与锂离子电池毕竟不同，钠离子的半径要比锂离子大，因此在电池的电极材料 中反复嵌入脱出的过程中，对电极材料结构的破坏性相对较大，因此在循环过程中电池的稳 定性不如锂离子电池，因此，在借鉴锂离子电池的同时，还应该探索新的循环和倍率性能良 好，同时具有较高的能量密度和功率密度的材料，一味地照搬照抄并不是发展钠离子电池的 根本途径，必须要对正负极材料进行优化[20]。第二、钠离子电池的起步比锂离子电池稍晚一 些，对钠离子电池的研究也就稍微少一些，因此在合成方法上，钠离子电池电极材料的合成 方法就比较单一，钠离子电池的主要制备方法就是溶胶凝胶法和传统固相法两种,不像锂离 子电池电极材料那样工艺已经逐步成熟，合成方式也比较多元化[21]。对于电极材料改性的方 法的研究更是少之又少。第三，钠离子同锂离子电池一样，都是液态电池，因此都存在漏 液、易燃易爆等安全性问题，安全性也是制约锂离子电池广泛推广的不可忽视的因素之一， 因此在发展钠离子电池的时候也要着重注意这一问题，大力发展更为安全的电解液体系是解 决其安全问题的重要途径[22]。全新的电解液体系应该朝着凝胶状或者是全固态的方向发展。论文网

  表 1。1   金属锂与金属钠物化性质对比

(mAh/g)

Li 1 6。94 0。69 0。006 5000 －3。04 3862

Na 1 22。99 0。98 2。64 150 －2。71 1166

1。3 基于 MOF 设计的 Co 基氧化物用于电化学储能

1。3。1 Co 基氧化物用于电化学储能现状

锂离子电池作为二次电池，它可以反复充放电，重复性地完成电能与化学能之间的转 化。随着对锂离子电池的研究越来越深入，对合适的电极材料的寻求越来越广泛，我们可以 发现，目前使用的锂离子电池，大多都是用石墨材料作为电池的负极材料，但是石墨负极材 料的理论比容量很低，只有 372mAh/g，远远不能满足人类日益增长的的能源需求[23]。因为 它致命性的缺陷，使得大家不得不继续探索，寻求大容量的新材料。

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在电化学储能方面，过渡金属氧化物有着不可替代的优势。第一，一般过渡金属氧化物 都有多个价态，因为其 3d 电子轨道处于未完全填充状态，当过渡金属氧化物用于电化学储能 的时候，在电化学反应的过程中，一个金属离子可能对应着多个电子的转移，进而对应着更 多电量的转换，因此，过渡金属氧化物在转化反应的过程中容量比其他电极材料高得多[24]。 第二，通过研究可以发现，适合电化学储能的元素大多集中在元素周期表的过渡金属元素族 中。第三，从制备工艺上来讲，过渡金属氧化物可以通过一些简单快捷的方法来制备吗比如 说水热法等，不仅时间成本很低，实验仪器的成本也很低，原材料的价格也不高，因此过渡 金属在制备过程中体现出便捷高效、产能高、成本低等优势。