鈉電池核心用硬碳，硬碳這個材料裡面有一些微孔。

對於鈉離子電池我們關注的焦點，一個是成本要低，正極材料要去鋰脫鈷，不用鋰離子，也不用成本較高的鈷原料；第二是在電動車和儲能方面都要求電池壽命要長；第三是安全性要好；最後是能量密度要比較合適。

鈉離子電池和鋰離子電池的反應機理相近，正極材料除了磷酸鹽或氟化磷酸鹽以外，還可以用鎳錳層狀過渡金屬氧化物。在負極材料方面可選擇碳類、合金和化合物。在三大類負極材料中，我們還是選擇最便宜的碳材料。我們對於負極碳材料又進行了軟碳、硬碳和石墨烯三個分類的研究。

對於鈉離子電池我們關注的焦點，一個是成本要低，正極材料要去鋰脫鈷，不用鋰離子，也不用成本較高的鈷原料；第二是在電動車和儲能方面都要求電池壽命要長；第三是安全性要好；最後是能量密度要比較合適。

我們最近的一些研究成果，其中一個是採用層狀結構Na0.67Ni0.33-xMxMn0.67O2作正極材料。經過實驗研究和比較，在製備正極原材料的使用上，我們認為使用醋酸鹽或草酸鹽更好。根據文獻報道，正極材料如果只用鎳錳氧化物，它的迴圈效能和充電到高電位時的穩定性較差。所以有文獻報道可以用鎂摻雜，替代鎳位，這樣的話期待它的容量可以更高，這種方法對於獲得高能量密度的鈉離子電池是很有幫助的。除了鎂以外，其他摻雜的元素可不可以呢？我們選擇與替代元素離子半徑相近的元素做摻雜，比如替代鎳位，我們選了鋯（Zr）離子和銅（Cu）離子進行摻雜。材料摻雜後與摻雜前電化學效能和迴圈效能都有提高，Zr摻雜和Cu摻雜相比，Cu摻雜的迴圈穩定性更好。

負極方面，由於軟碳材料處理的方法比較多，我們嘗試了用磷摻雜軟碳。摻雜磷後放電容量可以提高30%以上，迴圈特性好。為什麼摻磷後材料效能提高呢？這是由於摻磷後可以增加鈉吸附的活性點。在傳統的嵌入反應之外，還多了一些鈉離子吸附的活性點位。另外，在硬碳方面，我們選用了椰殼、杏殼等生物質材料，透過處理，最終獲得硬碳材料。透過拉曼分析可以發現，這些材料是短層有序、長層無序的結構，微晶的層間距較大，適合鈉離子嵌入。透過迴圈實驗可以看到，經過200次迴圈，容量基本沒有衰降，迴圈穩定性很好。由此可見，這些生物質材料是很好的廉價的鈉離子電池負極材料。再有，對於石墨烯負極我們也做了研究。石墨烯材料最大的問題是密度比較低，將來能不能做成高體積比能量的電池還是問題。所以可以考慮將石墨烯和其他負極材料如硬碳、軟碳，以及化合物類或合金類材料進行復合。

對於鈉離子電池我們關注的焦點，一個是成本要低，正極材料要去鋰脫鈷，不用鋰離子，也不用成本較高的鈷原料；第二是在電動車和儲能方面都要求電池壽命要長；第三是安全性要好；最後是能量密度要比較合適。

我們做了1.5Ah和0.5Ah兩種軟包全電池，正極材料採用前面提到的鎳錳氧化物，負極採用生物質的硬碳材料，經300次迴圈後容量衰降為15%。由此可見，鈉離子電池用廉價材料是可以製備的，而且電效能良好。

小結，鈉離子電池正極材料，我們對鎳錳氧化物進行了摻雜，來提高它的電效能。負極材料裡邊我們研究了硬碳、軟碳和石墨烯三種材料。對軟碳進行磷的摻雜，可以提高容量；硬碳材料迴圈穩定性較好；石墨烯容量較高，但首效較低。

是晶態材料，鈉電池是高溫鈉電池的一種，具有產品性質穩定，安全性高，使用壽命長，應用範圍廣泛，核心材料晶態材料易獲得並且無毒，廢品回收工藝簡單且無汙染的特點。鈉電池經GE全球研發中心整合，技術已經處於相對成熟的階段。已經應用在全球25個國家，建成了太陽能、風電組合、峰值管理、通訊基站等儲能專案。