基本原理：

新能源汽车行业的快速发展对锂离子的需求不断提高，锂资源成为稀缺资源，导致电池成本下降困难。采用其他廉价的碱金属离子取代锂离子开发碱金属电池具有重要意义。钠、钾等碱金属元素与和锂属于同一主族，具有相似的物化性质，且自然界中储量丰富，价格低廉。钠、钾等碱金属离子电池工作机理与锂离子电池相似，均基于可逆脱嵌“摇椅式”充放电反应机理。充电时，碱金属离子从正极脱出，通过电解液嵌入到负极当中。放电过程则与之相反。

钠、钾金属离子电池工作原理示意图

存在的问题：

由于钠、钾等离子原子量较金属锂大，因此正极材料的比容量低。钠、钾等离子半径较锂离子大，因此在正负极材料在不易嵌入和脱出，同时，在充放电过程中易导致材料结构崩塌。

解决策略：

通过本体掺杂和表面改性技术，制备结构稳定的髙容量正极材料是提高电池比能量的有效途径；将有较高理论容量的材料与非石墨化碳复合，形成复合材料，使电池的性能得到提高。