Енергија, као материјална основа за напредак људске цивилизације, одувек је играла важну улогу.То је незаобилазна гаранција за развој људског друштва.Заједно са водом, ваздухом и храном, он чини неопходне услове за опстанак човека и директно утиче на живот човека..

Развој енергетске индустрије прошао је две велике трансформације од „ере“ огревног дрвета до „ере“ угља, а затим од „ере“ угља у „еру“ нафте.Сада је почело да се мења из „ере“ нафте у „еру“ промене обновљиве енергије.

Од угља као главног извора почетком 19. века до нафте као главног извора средином 20. века, људи су користили фосилну енергију у великим размерама више од 200 година.Међутим, глобална енергетска структура којом доминира фосилна енергија чини је да више није далеко од исцрпљивања фосилне енергије.

Три традиционална економска носиоца фосилне енергије које представљају угаљ, нафта и природни гас брзо ће се исцрпљивати у новом веку, а у процесу употребе и сагоревања изазиваће и ефекат стаклене баште, генерисати велику количину загађивача и загађивати околина.

Стога је императив смањити зависност од фосилне енергије, променити постојећу ирационалну структуру коришћења енергије и тражити чисту и незагађену нову обновљиву енергију.

Тренутно, обновљива енергија углавном укључује енергију ветра, енергију водоника, соларну енергију, енергију биомасе, енергију плиме и осеке и геотермалну енергију, итд., а енергија ветра и соларна енергија су тренутна жаришта истраживања широм света.

Међутим, и даље је релативно тешко постићи ефикасну конверзију и складиштење различитих обновљивих извора енергије, што отежава њихово ефикасно коришћење.

У овом случају, да би се остварило ефективно коришћење нове обновљиве енергије од стране људи, неопходно је развити погодну и ефикасну нову технологију складиштења енергије, која је такође жариште у актуелним друштвеним истраживањима.

Тренутно, литијум-јонске батерије, као једна од најефикаснијих секундарних батерија, имају широку примену у разним електронским уређајима, транспорту, ваздухопловству и другим областима., изгледи за развој су тежи.

Физичка и хемијска својства натријума и литијума су слична и има ефекат складиштења енергије.Због свог богатог садржаја, уједначене дистрибуције извора натријума и ниске цене, користи се у технологији складиштења енергије великих размера, која има карактеристике ниске цене и високе ефикасности.

Материјали позитивних и негативних електрода натријум јонских батерија укључују слојевита једињења прелазних метала, полиањоне, фосфате прелазних метала, наночестице језгра-љуске, метална једињења, тврди угљеник итд.

Као елемент са изузетно обилним резервама у природи, угљеник је јефтин и лако се добија, и стекао је велико признање као анодни материјал за натријум-јонске батерије.

Према степену графитизације, угљенични материјали се могу поделити у две категорије: графитни угљеник и аморфни угљеник.

Тврди угљеник, који припада аморфном угљенику, показује специфичан капацитет складиштења натријума од 300 мАх/г, док угљенични материјали са вишим степеном графитизације тешко се могу користити за комерцијалну употребу због велике површине и јаког реда.

Због тога се у практичним истраживањима углавном користе неграфитни тврди угљенични материјали.

У циљу даљег побољшања перформанси анодних материјала за натријум-јонске батерије, хидрофилност и проводљивост угљеничних материјала могу се побољшати помоћу јонског допинга или мешања, што може побољшати перформансе складиштења енергије угљеничних материјала.

Као материјал негативне електроде натријум јонске батерије, метална једињења су углавном дводимензионални метални карбиди и нитриди.Поред одличних карактеристика дводимензионалних материјала, они не могу само да складиште натријумове јоне адсорпцијом и интеркалацијом, већ и комбинују са натријумом. Комбинација јона генерише капацитет кроз хемијске реакције за складиштење енергије, чиме се у великој мери побољшава ефекат складиштења енергије.

Због високе цене и потешкоћа у добијању металних једињења, угљенични материјали су и даље главни анодни материјали за натријум-јонске батерије.

Пораст слојевитих једињења прелазних метала је након открића графена.Тренутно, дводимензионални материјали који се користе у натријум-јонским батеријама углавном укључују слојевити НакМО4, НакЦоО4, НакМнО4, НакВО4, НакФеО4, итд.

Полианионски позитивни електродни материјали су прво коришћени у позитивним електродама литијум-јонских батерија, а касније су коришћени у натријум-јонским батеријама.Важни репрезентативни материјали укључују кристале оливина као што су НаМнПО4 и НаФеПО4.

Фосфат прелазног метала је првобитно коришћен као материјал позитивне електроде у литијум-јонским батеријама.Процес синтезе је релативно зрео и постоји много кристалних структура.

Фосфат, као тродимензионална структура, гради оквирну структуру која је погодна за деинтеркалацију и интеркалацију натријум јона, а затим добија натријум-јонске батерије са одличним перформансама складиштења енергије.

Материјал структуре језгра-љуска је нова врста анодног материјала за натријум-јонске батерије која се појавила тек последњих година.На основу оригиналних материјала, овај материјал је постигао шупљу структуру кроз изузетан структурални дизајн.

Чешћи материјали за структуру језгра-љуске укључују шупље нанокоцке кобалт селенида, наносфере натријум-ванадата са ко-допираним језгром и љуском, наносфере порозног угљеника шупљег калајног оксида и друге шупље структуре.

Због својих одличних карактеристика, заједно са магичном шупљом и порозном структуром, електролиту је изложено више електрохемијске активности, а истовремено у великој мери подстиче покретљивост јона електролита како би се постигло ефикасно складиштење енергије.

Глобална обновљива енергија наставља да расте, промовишући развој технологије складиштења енергије.

Тренутно, према различитим методама складиштења енергије, може се поделити на складиштење физичке енергије и електрохемијско складиштење енергије.

Електрохемијско складиштење енергије испуњава развојне стандарде данашње нове технологије складиштења енергије због својих предности високе безбедности, ниске цене, флексибилне употребе и високе ефикасности.

Према различитим процесима електрохемијске реакције, извори енергије за складиштење електрохемијске енергије углавном укључују суперкондензаторе, оловно-киселинске батерије, батерије за напајање горивом, никл-метал хидридне батерије, натријум-сумпорне батерије и литијум-јонске батерије.

У технологији складиштења енергије, флексибилни материјали за електроде привукли су истраживачке интересе многих научника због своје разноврсности дизајна, флексибилности, ниске цене и карактеристика заштите животне средине.

Угљенични материјали имају посебну термохемијску стабилност, добру електричну проводљивост, високу чврстоћу и необичне механичке особине, што их чини перспективним електродама за литијум-јонске батерије и натријум-јонске батерије.

Суперкондензатори се могу брзо пунити и празнити у условима велике струје и имају животни век од више од 100.000 пута.Они су нова врста специјалног електрохемијског напајања за складиштење енергије између кондензатора и батерија.

Суперкондензатори имају карактеристике велике густине снаге и високе стопе конверзије енергије, али је њихова густина енергије ниска, склони су самопражњењу и склони су цурењу електролита када се користе неправилно.

Иако енергетска ћелија има карактеристике без пуњења, великог капацитета, високог специфичног капацитета и широког специфичног опсега снаге, њена висока радна температура, висока цена трошкова и ниска ефикасност конверзије енергије чине је доступном само у процесу комерцијализације.користи се у одређеним категоријама.

Оловне батерије имају предности ниске цене, зреле технологије и високе безбедности и широко се користе у сигналним базним станицама, електричним бициклима, аутомобилима и складиштењу енергије у мрежи.Кратке плоче као што су загађивање животне средине не могу да задовоље све веће захтеве и стандарде за батерије за складиштење енергије.

Ни-МХ батерије имају карактеристике снажне свестраности, ниске калоријске вредности, великог капацитета мономера и стабилних карактеристика пражњења, али њихова тежина је релативно велика, а постоји много проблема у управљању серијама батерија, што може лако довести до топљења појединачних батерија. сепаратори батерија.