百科创建
29.2K
7961

钠硫电池

由熔融金属钠(Na)、液态硫(S)和多硫化钠熔盐构成的熔盐电池。

简史

钠硫电池最早发明于20世纪60年代中期,早期研究主要集中于电动汽车应用目标,如美国福特公司、日本YUASA等均先后组装钠硫电池电动汽车,并进行了长期路试。后因钠硫电池高比功率以及高比容量、低的原材料成本和制造成本、高温度稳定性以及无自放电等优势,钠硫电池的应用逐步偏向于储能电池方面。日本NGK公司是钠硫储能电池研制发展的标志性机构。80年代中期,日本NGK公司与日本东京电力公司合作,并于1992年完成第一个钠硫电池储能系统。2002年NGK公司在美国进行钠硫电池储能站示范运行。2003年NGK开始钠硫电池大规模商业化,产量达到30兆瓦。2004年7月,当时世界上最大的钠硫电池储能站(9.6兆瓦/57.6兆瓦·时)在日本正式投入运营,电站商业化示范运行的能量效率高达80%。

特点

优点包括:①比能量高,理论值为760瓦·时/千克;②开路电压高,350℃为2.076伏;③充放电电流密度高,放电一般可达200~300毫安/厘米2,充电则减半;④充放电效率高,电流效率接近100%。钠硫电池主要缺点就是对温度的需求比较苛刻,一般工作温度需要在300~350℃。

钠硫电池结构图


原理

在工作温度下钠硫电池放电时,钠离子(Na+)穿过固体电解质β-Al2O3并与S2-结合生成多硫化钠产物,反应方程式如下:

 负极:image.png

 正极: image.png

 电池总反应式: image.png

 其充电反应与放电过程相反。在钠硫电池体系中,金属钠与硫之间发生反应能生成多种反应产物,即从Na2S到Na2S5的多硫化物。由于钠与硫之间反应剧烈,因此两种反应物之间必须用固体电解质隔开,同时又必须是钠离子导体。所用电解质材料为Na-β-氧化铝,只有温度在300℃以上时,Na-β-氧化铝才具有良好的导电性。室温下难以工作,主要是因为金属钠、硫以及多硫化物在室温下均以固态形式存在时,导致电池的电阻率很大,电池中的离子无法进行传导。

应用

钠硫电池广泛应用于电力储能中削峰填谷、应急电源、风力发电等储能方面,例如日本的八角岛的一座400千瓦的钠硫电池储能系统与500千瓦的风力发电系统配套,保证了风力发电完全平稳的电力输出。此外,钠硫电池还可用于工业、电力、供水、商业、学校和医院等各个领域和部门。

7961

免责声明:本站词条系由网友创建、编辑和维护,内容仅供参考。

以上内容均为商业内容展示,仅供参考,不具备专业问题解决服务,

如果您需要解决具体问题(尤其在法律、医学等领域),建议您咨询相关领域的专业人士。

如您发现词条内容涉嫌侵权,请通过 948026894@qq.com 与我们联系进行删除处理!

上一篇:液流电池
下一篇:锂离子电池
一秒推