Натриевые и натрий-ионные аккумуляторы: 50 лет исследований

В статье представлен обзор исследований натриевых аккумуляторов, выполненных за последние 50 лет. Открытие очень высокой ионной проводимости β-Al2O3 по ионам Na+ проложило путь к созданию высокоэнергетических аккумуляторов (натрий–сера и натрий–NiCl2) для выравнивания нагрузки и электрических транспортных средств. Впоследствии были исследованы аккумуляторы с жидким электролитом, электродами на основе интеркаляции и литием и натрием в качестве подвижных ионов. После того как компания Sony предложила литий-ионные аккумуляторы, большинство исследований сместилось в область литиевых систем, обладающих более высокой плотностью энергии. В настоящее время они широко применяются в электронных устройствах, гибридных электромобилях (HEV) и электромобилях (EV). Развитие возобновляемых источников энергии, имеющих непостоянный характер генерации, требует создания очень емких аккумуляторных систем для регулирования частоты и переноса периодов пиковой выработки. Для таких стационарных применений наиболее важными параметрами являются срок службы, мощность, стоимость и доступность материалов. Поскольку натрий-ионные аккумуляторы способны удовлетворять этим критериям, новые семейства материалов привлекают значительную часть научного сообщества. В статье представлены общее введение и обзор исследований материалов, подробно рассматриваемых в статьях этого специального выпуска, посвященного натриевым аккумуляторам.