鈉硫電池的工作原理及特點
來源：寶鄂實業(yè)
2020-02-11 20:43
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鈉硫電池是以金屬鈉為負(fù)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(yīng)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(fù)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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，需要堅持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(zhǔn)確，有必要定期進(jìn)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,上海電力公司和中國科學(xué)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(yán)重,但至關(guān)重要的機(jī)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(dá)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(yīng)，充放電電流功率幾乎是100%。當(dāng)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，電池的工作需要保溫隔熱。而高功能的真空絕緣技術(shù)可以用來解決這一問題。
