Energie, as die materiële basis vir die vooruitgang van die menslike beskawing, het nog altyd 'n belangrike rol gespeel. Dit is 'n onontbeerlike waarborg vir die ontwikkeling van die menslike samelewing. Saam met water, lug en voedsel vorm dit die nodige voorwaardes vir menslike oorlewing en beïnvloed dit die menslike lewe direk.

Die ontwikkeling van die energiebedryf het twee groot transformasies ondergaan, van die "era" van brandhout na die "era" van steenkool, en toe van die "era" van steenkool na die "era" van olie. Nou het dit begin verander van die "era" van olie na die "era" van hernubare energieverandering.

Van steenkool as die hoofbron in die vroeë 19de eeu tot olie as die hoofbron in die middel van die 20ste eeu, het mense fossielenergie op groot skaal vir meer as 200 jaar gebruik. Die globale energiestruktuur wat deur fossielenergie oorheers word, maak dit egter nie meer ver weg van die uitputting van fossielenergie nie.

Die drie tradisionele fossielenergie-ekonomiese draers wat deur steenkool, olie en natuurlike gas verteenwoordig word, sal vinnig in die nuwe eeu uitgeput raak, en in die proses van gebruik en verbranding sal dit ook die kweekhuiseffek veroorsaak, 'n groot hoeveelheid besoedelingstowwe genereer en die omgewing besoedel.

Daarom is dit noodsaaklik om die afhanklikheid van fossielenergie te verminder, die bestaande irrasionele energiegebruikstruktuur te verander en skoon en besoedelingsvrye nuwe hernubare energie te soek.

Tans sluit hernubare energie hoofsaaklik windenergie, waterstofenergie, sonenergie, biomassa-energie, gety-energie en geotermiese energie, ens. in, en windenergie en sonenergie is tans navorsingspunte wêreldwyd.

Dit is egter steeds relatief moeilik om doeltreffende omskakeling en berging van verskeie hernubare energiebronne te bewerkstellig, wat dit moeilik maak om hulle effektief te benut.

In hierdie geval, om die effektiewe benutting van nuwe hernubare energie deur mense te verwesenlik, is dit nodig om gerieflike en doeltreffende nuwe energiebergingstegnologie te ontwikkel, wat ook 'n gewilde onderwerp in huidige sosiale navorsing is.

Tans word litiumioonbatterye, as een van die doeltreffendste sekondêre batterye, wyd gebruik in verskeie elektroniese toestelle, vervoer, lugvaart en ander velde, maar die vooruitsigte vir ontwikkeling is moeiliker.

Die fisiese en chemiese eienskappe van natrium en litium is soortgelyk, en dit het 'n energiebergingseffek. As gevolg van die ryk inhoud, eenvormige verspreiding van natriumbron en lae prys, word dit in grootskaalse energiebergingstegnologie gebruik, wat die eienskappe van lae koste en hoë doeltreffendheid het.

Die positiewe en negatiewe elektrodemateriale van natriumioonbatterye sluit in gelaagde oorgangsmetaalverbindings, polianione, oorgangsmetaalfosfate, kern-dop-nanopartikels, metaalverbindings, harde koolstof, ens.

As 'n element met uiters oorvloedige reserwes in die natuur, is koolstof goedkoop en maklik om te verkry, en het dit baie erkenning gekry as 'n anodemateriaal vir natriumioonbatterye.

Volgens die graad van grafitisasie kan koolstofmateriale in twee kategorieë verdeel word: grafitiese koolstof en amorfe koolstof.

Harde koolstof, wat tot amorfe koolstof behoort, vertoon 'n natriumbergingskapasiteit van 300mAh/g, terwyl koolstofmateriale met 'n hoër graad van grafitisasie moeilik kommersieel gebruik kan word as gevolg van hul groot oppervlakarea en sterk orde.

Daarom word nie-grafiet harde koolstofmateriale hoofsaaklik in praktiese navorsing gebruik.

Om die werkverrigting van anodemateriale vir natriumioonbatterye verder te verbeter, kan die hidrofilisiteit en geleidingsvermoë van koolstofmateriale verbeter word deur middel van ioondoping of -verbinding, wat die energiebergingsprestasie van koolstofmateriale kan verbeter.

As die negatiewe elektrodemateriaal van natriumioonbatterye, is metaalverbindings hoofsaaklik tweedimensionele metaalkarbiede en nitrides. Benewens die uitstekende eienskappe van tweedimensionele materiale, kan hulle nie net natriumione stoor deur adsorpsie en interkalasie nie, maar ook met natrium kombineer. Die kombinasie van ione genereer kapasitansie deur chemiese reaksies vir energieberging, wat die energiebergingseffek aansienlik verbeter.

As gevolg van die hoë koste en moeilikheid om metaalverbindings te verkry, is koolstofmateriale steeds die belangrikste anodemateriale vir natriumioonbatterye.

Die opkoms van gelaagde oorgangsmetaalverbindings is na die ontdekking van grafeen. Tans sluit die tweedimensionele materiale wat in natriumioonbatterye gebruik word, hoofsaaklik natrium-gebaseerde gelaagde NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, ens. in.

Polianioniese positiewe elektrodemateriale is aanvanklik in litiumioonbattery-positiewe elektrodes gebruik, en is later in natriumioonbatterye gebruik. Belangrike verteenwoordigende materiale sluit in olivienkristalle soos NaMnPO4 en NaFePO4.

Oorgangsmetaalfosfaat is oorspronklik as 'n positiewe elektrodemateriaal in litiumioonbatterye gebruik. Die sinteseproses is relatief volwasse en daar is baie kristalstrukture.

Fosfaat, as 'n driedimensionele struktuur, bou 'n raamwerkstruktuur wat bevorderlik is vir die deinterkalasie en interkalasie van natriumione, en verkry dan natriumioonbatterye met uitstekende energiebergingsprestasie.

Die kern-dopstruktuurmateriaal is 'n nuwe tipe anodemateriaal vir natriumioonbatterye wat eers in onlangse jare na vore gekom het. Gebaseer op die oorspronklike materiale, het hierdie materiaal 'n hol struktuur bereik deur middel van 'n uitstekende strukturele ontwerp.

Die meer algemene kern-dopstruktuurmateriale sluit in hol kobalt selenied nanokubusse, Fe-N mede-gedoteerde kern-dop natriumvanadaat nanosfere, poreuse koolstof hol tinoksied nanosfere en ander hol strukture.

As gevolg van sy uitstekende eienskappe, tesame met die magiese hol en poreuse struktuur, word meer elektrochemiese aktiwiteit aan die elektroliet blootgestel, en terselfdertyd bevorder dit ook die ioonmobiliteit van die elektroliet grootliks om doeltreffende energieberging te bewerkstellig.

Die wêreldwye hernubare energie bly styg, wat die ontwikkeling van energiebergingstegnologie bevorder.

Tans kan dit volgens verskillende energiebergingsmetodes verdeel word in fisiese energieberging en elektrochemiese energieberging.

Elektrochemiese energieberging voldoen aan die ontwikkelingsstandaarde van vandag se nuwe energiebergingstegnologie as gevolg van die voordele van hoë veiligheid, lae koste, buigsame gebruik en hoë doeltreffendheid.

Volgens verskillende elektrochemiese reaksieprosesse sluit elektrochemiese energiebergingsbronne hoofsaaklik superkapasitors, loodsuurbatterye, brandstofbatterye, nikkelmetaalhidriedbatterye, natriumswaelbatterye en litiumioonbatterye in.

In energiebergingstegnologie het buigsame elektrodemateriale baie wetenskaplikes se navorsingsbelangstellings gelok as gevolg van hul ontwerpdiversiteit, buigsaamheid, lae koste en omgewingsbeskermingseienskappe.

Koolstofmateriale het spesiale termochemiese stabiliteit, goeie elektriese geleidingsvermoë, hoë sterkte en ongewone meganiese eienskappe, wat hulle belowende elektrodes vir litium-ioonbatterye en natrium-ioonbatterye maak.

Superkapasitors kan vinnig gelaai en ontlaai word onder hoë stroomtoestande, en het 'n sikluslewe van meer as 100 000 keer. Hulle is 'n nuwe tipe spesiale elektrochemiese energiebergingskragbron tussen kapasitors en batterye.

Superkapasitors het die eienskappe van hoë drywingsdigtheid en hoë energie-omskakelingskoers, maar hul energiedigtheid is laag, hulle is geneig tot selfontlading, en hulle is geneig tot elektrolietlekkasie wanneer dit onbehoorlik gebruik word.

Alhoewel die brandstofkragsel die eienskappe van geen laai, groot kapasiteit, hoë spesifieke kapasiteit en wye spesifieke kragbereik het, maak die hoë bedryfstemperatuur, hoë kosprys en lae energie-omskakelingsdoeltreffendheid dit slegs beskikbaar in die kommersialiseringsproses en word dit in sekere kategorieë gebruik.

Loodsuurbatterye het die voordele van lae koste, volwasse tegnologie en hoë veiligheid, en word wyd gebruik in seinbasisstasies, elektriese fietse, motors en netwerkenergieberging. Kort borde wat die omgewing besoedel, kan nie aan die toenemend hoër vereistes en standaarde vir energiebergingsbatterye voldoen nie.

Ni-MH-batterye het die eienskappe van sterk veelsydigheid, lae kaloriewaarde, groot monomeerkapasiteit en stabiele ontladingseienskappe, maar hul gewig is relatief groot, en daar is baie probleme in batteryreeksbestuur, wat maklik kan lei tot die smelt van enkelbatteryskeiers.