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钠硫电池在储能方面具有广阔应用前景,日本技术处于领先地位

日期:2022-01-14    来源:中智网

国际储能网

2022
01/14
10:47
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关键词: 钠硫电池 储能电池 储能技术

钠硫电池以液态硫、多硫化钠熔盐为正极材料,以Na-beta-Al2O3为固态电解质。从电极材料、电解质来看,钠硫电池与铅酸电池等其他储能电池相比存在明显差异。

钠硫电池,是一种以金属钠为负极、以硫化物为正极的二次电池。钠硫电池具有能量密度高、容量大、放电效率高、可高功率放电、原料来源广、循环寿命长、可通过模块串联、体积小、重量轻、无污染、成本较低、维护方便等优点。钠硫电池在大规模储能方面具有广阔应用前景。

钠硫电池以熔融金属钠为负极材料,与锂硫电池负极相比,金属钠价格低于金属锂,并且全球锂资源储量有限,随着二次电池需求不断上升,现有锂资源难以支撑,而全球钠资源储量丰富。钠硫电池以液态硫、多硫化钠熔盐为正极材料,以Na-beta-Al2O3为固态电解质。从电极材料、电解质来看,钠硫电池与铅酸电池等其他储能电池相比存在明显差异。

根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年钠硫电池行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,城市用电存在高峰期与低谷期,将低谷期电量储存起来在高峰期进行释放,是稳定电力供给的重要手段;太阳能、风能供应存在间歇性,光电、风电等新能源发电具有不稳定性,电能存储是稳定电力输出的重要方法。钠硫电池可将电能转化为化学能进行存储,需要时再将化学能转化为电能进行释放,蓄电能力强,在电力系统负荷平定、可再生能源储能方面具有重要作用,除此之外,其还可应用在应急电源领域。

钠硫电池需要在300-350℃条件下工作,需要外部加温以及真空绝热技术,因此其移动性能较差,缩小了其应用范围。一直以来,钠硫电池的应用领域主要集中在储能方面,在电动汽车、移动终端等方面不具有优越性。2019年,澳大利亚伍伦贡大学研究人员通过在掺杂氮的多孔碳纳米管中植入硫化镍纳米晶体技术制成了一种纳米材料,可充当室温钠硫电池的阴极。这将推动钠硫电池在室温条件下应用,扩大其应用范围。

在海外,日本钠硫电池研究与应用处于领先地位,日本NGK公司生产的钠硫电池已经应用于城市电网储能中,其部署在阿联酋首都阿布扎比的规模为108MW/648MW的钠硫电池储能系统已经开通运营。我国在“十一五”期间,中科院上海硅酸盐研究所与上海电力公司合作,取得了钠硫电池关键技术和示范应用的突破,之后研究及试验不断深入,但在关键技术方面与日本相比仍存在差距。

新思界行业分析人士表示,钠硫电池在储能方面具有明显优势,一旦实现商业化其应用规模将会迅速扩大,我国对行业发展日益重视。“十四五”国家重点研发计划“储能与智能电网技术”重点专项的金属硫基储能电池研究中,金属钠硫基储能电池被列入,这将推动我国钠硫电池技术研究进一步深入,加快其技术瓶颈突破速度,为其商业化发展奠定基础。


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