鈉硫電池

鈉硫電池是以金屬鈉為負極、硫為正極、陶瓷管為電解質(zhì)屏障的二次電池。在一定的操作條件下，鈉離子通過電解質(zhì)屏障與硫的可逆反應構(gòu)成了能量的釋放和儲存。

傳統(tǒng)的二次電池如鉛酸電池、鎳鎘電池是由固體電極和電解液,而鈉硫電池,相反,它是由熔融的液態(tài)和固態(tài)電解質(zhì)電極,構(gòu)成負極活性物質(zhì)是熔融金屬鈉,正極活性物質(zhì)硫和多硫化鈉熔鹽,由于硫是絕緣體,因此硫通常填充導電多孔碳或石墨氈,固體電解質(zhì)和阻擋層是一種特殊的導電鈉材料，稱為Al2O3陶瓷材料，其外殼一般采用不銹鋼等金屬材料。

鈉硫電池具有較高的能量密度和轉(zhuǎn)換功率，可應用于動力型和能量型蓄電池。自2003年以來，日本和美國相繼生產(chǎn)了幾座兆瓦級鈉硫電池儲能電站。但是，鈉硫電池的生產(chǎn)比較困難，對電池的數(shù)據(jù)、電池結(jié)構(gòu)要求比較高，所以生產(chǎn)成本比較高。鈉硫電池在使用條件苛刻的條件下工作，要堅持300~350℃，另外加熱設(shè)備要堅持一定的溫度。另外，電池運行控制也比較困難，如在線測量充放電狀態(tài)不能很準確，有必要定期進行離線測量;安全性也相對較差。由于生產(chǎn)鈉硫電池產(chǎn)品比較困難，目前市場上只有少數(shù)幾種鈉硫電池產(chǎn)品。幾年前,上海電力公司和我國科學院上海硅酸鹽研究所開放共同宣布大容量鈉硫電池,其關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝破壞嚴重,但至關(guān)重要的機構(gòu)和工業(yè)化生產(chǎn)仍然存在巨大的間隔,國內(nèi)鈉硫電池能量積累技巧和適用于短時間內(nèi)仍然很難獲得突破。

鈉硫電池有許多特點:一是比能較高(即電池單位質(zhì)量或體積的電能量)，理論比能為760Wh/Kg。另一種是大電流，大功率放電。放電電流密度可達200-300ma/cm2，此時可釋放其三倍的固有能量。另一種是高充放電功率。由于選用的是固體電解質(zhì)，沒有一般選擇的液體電解質(zhì)二次電池那種自放電和副反應，充放電電流功率幾乎是100%。當然，凡事總是一分為二的，鈉硫電池也有不足之處，其工作溫度為300-350攝氏度，所以，電池的工作要保溫隔熱。而高功能的真空絕緣技術(shù)可以用來解決這一問題。