鈉離子電池是一種具有潛力的新型高容量鋰離子電池替代方案，由于鈉資源豐富且便宜，鈉離子電池的使用成本和環(huán)境成本都比鋰離子電池低，因此它備受關(guān)注。但是，要實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用，需要進(jìn)一步研究其機(jī)理。
目前，鈉離子電池正極材料主要有氧化物、磷酸鹽和硫化物，然而氧化物正極材料大多數(shù)都會存在電化學(xué)不穩(wěn)定性，導(dǎo)致容量損失和壽命問題。因此，研究氧化物正極材料的電化學(xué)機(jī)理，是解決鈉離子電池問題的關(guān)鍵之一。
在這方面，氧化鈉具有可逆的氧化還原反應(yīng)機(jī)理，在na-o2電化學(xué)反應(yīng)中可作為可逆的氧變價劑。具體來說，氧化鈉在正極部分通過還原氧氣生成過渡態(tài)氧物種，然后氧物種再被電子氧化成氧分子，最后氧被釋放出來，反應(yīng)式為：
nao2 + e- + o2 → nao2^-
nao2^- + e^- → nao2
nao2 + 2e^- → na + o2
在正極部分，鈉離子和氧物種結(jié)合形成鈉氧化物。隨著放電深度的增加，氧化物中氧化的鈉離子數(shù)目也會相應(yīng)增加，從而使得鈉氧化物的比容量得到提高。當(dāng)電壓低于1.8 v時，nanio2會被還原為na2nio2，nanio2表現(xiàn)出了可逆的氧變價機(jī)制，同時na2nio2也可以被還原為nanio2。
總之，鈉離子電池正極可逆氧變價機(jī)理的研究對于提高鈉離子電池的容量、壽命和穩(wěn)定性具有重要意義。未來，鈉離子電池的還原機(jī)理還需要進(jìn)一步研究，以達(dá)到更高的能量密度和更好的性能。