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锂离子电池 (LIB) 在离子导电介质（即电解质）中通过 Li + 在阴极和阳极之间穿梭来存储/释放能量。[3] 由于 Li 的摩尔质量低（6.9）且 Li + 的离子半径小（0.76 ˚A），LIB 在各种储能系统中的 Ragone 图中表现出最佳能量密度。[4-6] 尽管如此，其他储能系统，包括超级电容器[7]、锌离子电池[8,9]、固态电池[10]、碱性金属电池[11]、锂硫电池[12] 等，在实现 LIB 方面各有优势，可实现高倍率能力、长循环寿命、通过水系/固态电解质提高安全性，并可能通过金属阳极和硫正极提高能量密度。与LIBs类似，钠离子电池（SIBs）也是由安装在集流体上的阴极和阳极组成，中间由Na+导电电解质（有时还有绝缘隔膜）隔开。[13]SIB的电化学机理也是基于Na+在阴极和阳极之间的穿梭（图1a）。尽管与LIBs有许多相似之处，但是较大的离子半径（Na+：1.02˚A）和较高的Na摩尔质量（23）将导致SIBs的电化学动力学受阻和容量受损。此外，钠的较高标准氧化还原电位（Na/Na+−2.74V vs Li/Li+−3.04V）损害了实现的能量密度。 [2,14 – 16] 因此，Na 的理论重量/体积容量（1166 mAh g −1；1131 mAh cm −3）低于 Li（3861 mAh g −1；2062 mAh cm −3）。[2] 尽管如此，由于 SIBs 的丰度更高（Na 2.36 wt.% vs Li 0.0017 wt.%）且在地壳中分布均匀，原材料成本低得多，因此 SIBs 显示出作为 LIBs 可持续且具有成本效益的替代品的巨大潜力。 [6,17] 相反的是，由于锂和钴的储量有限且分布集中在政治敏感地区，预测供应风险已引起锂原材料（如 Li2CO3）成本波动，并显著提高了 LIB 制造成本。[13,18–23] 此外，Na+ 所需能量低于 Li+
功能性钠离子电池的优化策略
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