最近，Jürgen等开发了室温钠-空气电池，在电压约2.2V的放电过程中，碱金属钠在碳材料的阴极上与空气中的氧元素结合成稳定的过氧化物NaO2，在充电过程中，钠离子又被还原成金属钠并释放出氧，首次充放电过程的效率达到80%～90%，120μA/cm的电流密度下充放电容量可以达到3.3mA˙h。与锂材料相比，虽然理论上锂电极可以达到更高的理论能量密度，但钠与氧结合成过氧化物的电化学过程比锂要更加稳定，反应的可逆性大大提高。因此，这种新型的钠-空气电池具有稳定性高、电压损失小的优点，非常值得深入研究和开发。
4、结语
本文分别阐述了钠硫电池、ZEBRA电池以及钠-空气电池等三类钠电池的结构、工作原理和性能特性以及目前研发的最新进展，分析了它们在研究和应用方面所面临的问题以及已采取和可能采取的解决方案。
钠硫电池具有高的比功率和比能量、低原材料成本、温度稳定性以及无自放电等方面的优势，是重要的储能技术之一，但是钠硫电池仍然需要进一步降低成本，提高电池系统的安全性，因此降低电池运行温度的中温平板式和常温钠硫电池已列为部分研发机构的关注内容之一。在钠硫电池基础上发展起来的ZEBRA电池可以有效增强这类电池的安全性，同时它还具有很强的耐过充电和过放电的工作特性，但是ZEBRA电池的能量密度和功率密度还有待进一步的提高。钠-空气电池的发展尚处于起步阶段，但仍在最近几年取得了显著的进展，因而受到越来越多的关注。
大规模、高安全性、低成本、高能量和功率密度和长寿命是今后各种钠电池的发展方向，因此需要进一步对电池关键材料（如b-氧化铝陶瓷管和薄膜的低成本高质量的制备）和关键界面（如熔融金属钠与b-氧化铝之间的界面）的研究和评价，以增强电池的电化学性能和安全可靠性。同时，还需要在钠电池产业化的道路上继续探索，以实现钠硫电池等钠电池的商业化和国产化。
（胡英瑛 温兆银 芮琨 吴相伟，中国科学院上海硅酸盐研究所 中科院能量转换材料重点实验室）
