Енергијата, како материјална основа за напредокот на човечката цивилизација, отсекогаш играла важна улога. Таа е неопходна гаранција за развојот на човечкото општество. Заедно со водата, воздухот и храната, таа ги претставува неопходните услови за опстанок на човекот и директно влијае на човечкиот живот.

Развојот на енергетската индустрија претрпе две големи трансформации од „ерата“ на огревно дрво до „ерата“ на јаглен, а потоа од „ерата“ на јаглен до „ерата“ на нафта. Сега почна да се менува од „ерата“ на нафта во „ерата“ на промени во обновливата енергија.

Од јагленот како главен извор на почетокот на 19 век, до нафтата како главен извор во средината на 20 век, луѓето ја користат фосилната енергија во голем обем повеќе од 200 години. Сепак, глобалната енергетска структура во која доминира фосилната енергија не ја прави земјата далеку од исцрпување на фосилната енергија.

Трите традиционални фосилни енергетски економски носители претставени како јаглен, нафта и природен гас брзо ќе се исцрпат во новиот век, а во процесот на употреба и согорување, тие исто така ќе предизвикаат ефект на стаклена градина, ќе генерираат голема количина загадувачи и ќе ја загадуваат животната средина.

Затоа, императив е да се намали зависноста од фосилни горива, да се промени постојната структура на ирационална употреба на енергија и да се бара чиста и незагадувачка нова обновлива енергија.

Во моментов, обновливата енергија главно вклучува енергија од ветер, водород, сончева енергија, енергија од биомаса, енергија од плима и осека и геотермална енергија итн., а енергијата на ветер и сончевата енергија се моментални истражувачки жаришта низ целиот свет.

Сепак, сè уште е релативно тешко да се постигне ефикасна конверзија и складирање на различни обновливи извори на енергија, со што се отежнува нивното ефикасно користење.

Во овој случај, за да се реализира ефикасно искористување на новата обновлива енергија од страна на луѓето, потребно е да се развие практична и ефикасна нова технологија за складирање на енергија, што е исто така жариште во тековните општествени истражувања.

Во моментов, литиум-јонските батерии, како едни од најефикасните секундарни батерии, се широко користени во разни електронски уреди, транспорт, воздухопловство и други области, а изгледите за развој се потешки.

Физичките и хемиските својства на натриумот и литиумот се слични, а имаат ефект на складирање на енергија. Поради неговата богата содржина, рамномерната дистрибуција на изворот на натриум и ниската цена, се користи во технологијата за складирање на енергија на големи размери, која има карактеристики на ниска цена и висока ефикасност.

Материјалите за позитивни и негативни електроди на натриум-јонските батерии вклучуваат слоевити соединенија на преодни метали, полианјони, фосфати на преодни метали, наночестички од јадро-обвивка, метални соединенија, тврд јаглерод итн.

Како елемент со исклучително изобилни резерви во природата, јаглеродот е евтин и лесен за добивање, и доби големо признание како аноден материјал за натриум-јонски батерии.

Според степенот на графитизација, јаглеродните материјали можат да се поделат во две категории: графитен јаглерод и аморфен јаглерод.

Тврдиот јаглерод, кој припаѓа на аморфниот јаглерод, покажува специфичен капацитет за складирање на натриум од 300 mAh/g, додека јаглеродните материјали со повисок степен на графитизација тешко се користат во комерцијална употреба поради нивната голема површина и силен ред.

Затоа, неграфитните тврди јаглеродни материјали главно се користат во практични истражувања.

Со цел дополнително да се подобрат перформансите на анодните материјали за натриум-јонски батерии, хидрофилноста и спроводливоста на јаглеродните материјали може да се подобрат со помош на јонско допирање или соединување, што може да ги подобри перформансите за складирање на енергија на јаглеродните материјали.

Како материјал за негативна електрода на натриум-јонска батерија, металните соединенија се главно дводимензионални метални карбиди и нитриди. Покрај одличните карактеристики на дводимензионалните материјали, тие не само што можат да складираат натриумови јони преку адсорпција и интеркалација, туку и да се комбинираат со натриумови јони. Комбинацијата на јони генерира капацитет преку хемиски реакции за складирање на енергија, со што значително се подобрува ефектот на складирање на енергија.

Поради високата цена и тешкотијата во добивањето метални соединенија, јаглеродните материјали се сè уште главни анодни материјали за натриум-јонски батерии.

Појавата на слоевити соединенија на преодни метали е по откривањето на графенот. Во моментов, дводимензионалните материјали што се користат во натриум-јонските батерии главно вклучуваат слоевити NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, итн. на база на натриум.

Полианјонските материјали за позитивни електроди првпат биле користени во позитивни електроди на литиум-јонски батерии, а подоцна биле користени и во натриум-јонски батерии. Важни репрезентативни материјали вклучуваат кристали на оливин како што се NaMnPO4 и NaFePO4.

Фосфатот од преоден метал првично се користел како материјал за позитивна електрода во литиум-јонски батерии. Процесот на синтеза е релативно зрел и постојат многу кристални структури.

Фосфатот, како тродимензионална структура, гради рамковна структура што е погодна за деинтеркалација и интеркалација на натриумови јони, а потоа добива натриум-јонски батерии со одлични перформанси за складирање на енергија.

Материјалот за структурата на јадрото и обвивката е нов вид аноден материјал за натриум-јонски батерии кој се појави во последниве години. Врз основа на оригиналните материјали, овој материјал постигнал шуплива структура преку извонреден структурен дизајн.

Почестите материјали за структурата на јадро-обвивка вклучуваат шупливи нанокоцки од кобалт селенид, наносфери од натриум ванадат ко-допирани со Fe-N, шупливи наносфери од порозни јаглеродни јаглеродни калај оксидни наносфери и други шупливи структури.

Поради своите одлични карактеристики, заедно со магичната шуплива и порозна структура, поголема електрохемиска активност е изложена на електролитот, а во исто време, во голема мера ја промовира и јонската мобилност на електролитот за да се постигне ефикасно складирање на енергија.

Глобалната обновлива енергија продолжува да расте, промовирајќи го развојот на технологијата за складирање на енергија.

Во моментов, според различните методи за складирање на енергија, може да се подели на физичко складирање на енергија и електрохемиско складирање на енергија.

Електрохемиското складирање на енергија ги исполнува стандардите за развој на денешната нова технологија за складирање на енергија поради неговите предности како што се висока безбедност, ниска цена, флексибилна употреба и висока ефикасност.

Според различните процеси на електрохемиски реакции, изворите на енергија за складирање на електрохемиска енергија главно вклучуваат суперкондензатори, оловно-киселински батерии, батерии за гориво, никел-метал хидридни батерии, натриум-сулфурни батерии и литиум-јонски батерии.

Во технологијата за складирање на енергија, флексибилните материјали за електроди го привлекоа истражувачки интерес на многу научници поради нивната разновидност во дизајнот, флексибилноста, ниската цена и карактеристиките за заштита на животната средина.

Јаглеродните материјали имаат посебна термохемиска стабилност, добра електрична спроводливост, висока цврстина и необични механички својства, што ги прави ветувачки електроди за литиум-јонски и натриум-јонски батерии.

Суперкондензаторите можат брзо да се полнат и празнат под услови на висока струја и имаат циклус од повеќе од 100.000 пати. Тие се нов вид на специјално електрохемиско напојување за складирање на енергија помеѓу кондензатори и батерии.

Суперкондензаторите имаат карактеристики на висока густина на моќност и висока стапка на конверзија на енергија, но нивната густина на енергија е ниска, склони се кон самопразнење и се склони кон истекување на електролити кога се користат неправилно.

Иако горивната енергетска ќелија има карактеристики на неполнење, голем капацитет, висок специфичен капацитет и широк специфичен опсег на моќност, нејзината висока работна температура, високата цена на чинење и ниската ефикасност на конверзија на енергија ја прават достапна само во процесот на комерцијализација. Се користи во одредени категории.

Оловно-киселинските батерии имаат предности како што се ниска цена, зрела технологија и висока безбедност, и се широко користени во базни станици за сигнали, електрични велосипеди, автомобили и складирање на енергија во мрежата. Кратките плочи, како што ја загадуваат животната средина, не можат да ги задоволат сè повисоките барања и стандарди за батерии за складирање на енергија.

Ni-MH батериите имаат карактеристики на силна разноврсност, ниска калориска вредност, голем капацитет на мономер и стабилни карактеристики на празнење, но нивната тежина е релативно голема и постојат многу проблеми во управувањето со сериите на батерии, што лесно може да доведе до топење на сепараторите на единечни батерии.