王思岚，杨国锐,2,3,＊，Muhammad Salman Nasir ,4，王筱珺，王嘉楠,3，延卫,＊

1西安交通大学环境科学与工程系，西安 710049

2西安交通大学苏州研究院，江苏 苏州 215123

3西安交通大学理学院应用化学系，西安 710049

4 Department of Structures and Environmental Engineering, University of Agriculture Faisalabad, Faisalabad 38040, Pakistan.

1 引言

随着社会和经济的蓬勃发展，全球能源需求不断增长，同时使用化石能源带来的环境污染和气候变化问题日益凸显1-3，因此新兴的可再生清洁能源诸如太阳能、风能、地热能和潮汐能等备受关注4-6，然而，实现这些间歇性或区域性可再生能源的大规模应用，迫切需要开发高效、环保、低成本和可靠的电化学能量存储技术7-9。目前，可充电锂离子电池凭借其高能量密度、长循环寿命、自放电少、无记忆效应和环境友好等优势，广泛应用于便携式电子设备和电动汽车中10-17。但由于锂资源的有限性（地壳丰度0.002%）和地理分布的政治敏感性18，使锂离子电池难以满足现代社会对大规模能源存储系统的需求10,19。

近年来，可代替锂离子电池的技术蓬勃发展，如钠离子电池（Sodium-ion Batteries，SIBs）20、钾离子电池21和铝离子电池6等。如表1所示，钠与锂同在一个主族具有相似的电化学性质，且钠离子电池工作原理与锂离子电池相同，因此从锂离子电池发展中积累的技术和经验可有效推进钠离子电池的研发22。从图1中不难发现，钠元素在地壳中储量丰富（地壳丰度2.75%），而且由于钠和铝无法形成合金，因此在钠离子电池负极中可用铝箔代替铜箔作为集流体，这使得钠离子电池相比锂离子电池具有更低的成本。此外钠电极的标准氢电极（SHE）电位为-2.71 V，比锂电极高0.3 V，使其具有更安全的氧化还原电势和更好的化学稳定性。……