解析鈉硫電池五大關(guān)鍵問題
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-07 23:44
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鈉硫電池五大關(guān)鍵問題目前，鈉硫電池的聲音還存在一些疑問，認(rèn)為鈉硫電池在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)商用。為此，《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者采訪了鈉硫電池的研發(fā)人員——文兆銀、劉宇、高級(jí)工程師曹家笛等。
問題1:安全
“安全更多的是一個(gè)操作可靠性問題。”
疑問:鈉硫電池的工作溫度在300 ~ 350℃之間，如果陶瓷介質(zhì)一旦斷路短路，高溫液體鈉和硫磺會(huì)直接接觸，劇烈放熱反應(yīng)，產(chǎn)生2000℃的高溫，相當(dāng)危險(xiǎn)。
Wan: NGK自1992年示范運(yùn)營(yíng)以來(lái)，已經(jīng)在日本運(yùn)營(yíng)了100多家sodia-硫磺電池存儲(chǔ)廠。在過去的18年里，只有一起火災(zāi)事故在消防隊(duì)到來(lái)之前就自行撲滅了。
自硫磺電池商業(yè)化使用以來(lái)，日本媒體進(jìn)行了大量的宣傳，希望改變公眾的認(rèn)知，接受硫磺電池。
事實(shí)上，任何儲(chǔ)能系統(tǒng)都是一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，都存在安全隱患。由于采用陶瓷固體膜片，沒有氣體，所以不會(huì)爆炸。鈉硫電池與其他電池相比事故發(fā)生率較低。
一旦鈉和硫直接接觸，就存在安全隱患，所以我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取了很多安全措施，層層設(shè)防，確保即使是陶瓷的損傷也不會(huì)簡(jiǎn)單的接觸，即使是電池的損傷也不會(huì)簡(jiǎn)單的溢出。
硅酸鹽研究所鈉硫電池未發(fā)生安全事故。
問題2:長(zhǎng)壽
“一旦使用了實(shí)用材料和元件，產(chǎn)品壽命可達(dá)10年。”
疑問:壽命短影響其性價(jià)比，難以投入商業(yè)使用。
鈉硫電池與其他電池不同，它沒有任何副作用?；钚晕镔|(zhì)可以可逆地使用而不損耗。由于金屬元件在硫和硫化物介質(zhì)中長(zhǎng)期高溫腐蝕，影響了其使用壽命，故硫電池金屬元件需采取特殊的防腐措施。
目前正在硅酸鹽研究所測(cè)試的鈉硫電池的預(yù)期壽命為8年，其初始退化衰減水平與日本基本相當(dāng)。一旦在工業(yè)化階段解決了材料和電池的一致性，電池壽命可以達(dá)到10年以上，而目前日本產(chǎn)品的電池壽命只有15年左右。
問題3:溫度
“該模塊具有良好的絕緣功能，可以在一段時(shí)間內(nèi)保持低功耗運(yùn)行。”
疑問:鈉硫電池只能在300℃時(shí)啟動(dòng)，存在保溫和能耗問題。啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)在一定程度上限制了其應(yīng)用。
曹家迪:鈉硫電池充電時(shí)會(huì)吸收能量，所以需要額外的電能來(lái)加熱電池。當(dāng)它們放電時(shí)，它們同時(shí)釋放熱量，這足以維持操作所需的溫度。
同時(shí)，硅酸鹽所研制的電池模塊具有良好的保溫功能，在沒有電源的情況下加熱也可以長(zhǎng)時(shí)間保溫。目前NGK產(chǎn)品需要半個(gè)月左右的時(shí)間從工作溫度冷卻到室溫，并且在斷電后可以維持一周的低功耗運(yùn)行。
問題4:廢棄電池的處理
“日本已經(jīng)開發(fā)出相當(dāng)復(fù)雜的回收技術(shù)。”
疑問:損壞的電池很難處理，這是鈉硫電池的弱點(diǎn)之一。
劉宇:與其他電池不同，鈉硫電池是可拆卸電池。因此，原則上，回收和再利用的比率會(huì)更高。陶瓷元件與鈉和硫不相容。鈉和硫部分中的化合物可以可逆分解形成鈉和硫;其他金屬部件也可以回收利用。
日本已經(jīng)形成了一套比較成熟的回收技術(shù)和流程。而硅酸鹽也初步形成了一套清潔回收工藝流程，在一些保護(hù)性的分離介質(zhì)中，鈉、硫和金屬可以回收甚至再利用。
然而，我國(guó)如何有效地回收鈉硫電池還需要進(jìn)一步的研究。
問題5:成本
“我們的價(jià)格不會(huì)高于日本的。”
問題:國(guó)產(chǎn)鈉硫電池的成本能否降至商用水平?
萬(wàn):鈉硫電池是各種大容量蓄電池中最便宜的，除了性能較差的鉛酸電池。據(jù)日本稱，鋰離子電池的價(jià)格是鈉硫電池的三倍
