鈉硫電池工作原理和特性
鈉硫電池是美國福特(Ford)公司于1967年首先發明公布的,其比能量高、可大電流、高功率放電。日本東京電力公司(TEPCO)和NGK公司合作開發鈉硫電池作為儲能電池,其應用目標瞄準電站負荷調平、UPS應急電源及瞬間補償電源等,并于2002年開始進入商品化實施階段,截止2007統計,日本年產鈉硫電池電池量已超過100MW,同時開始向海外輸出。
1、 基本原理
鈉硫電池以鈉和硫分別用作陽極和陰極.Beta-氧化鋁陶瓷同時起隔膜和電解質的雙重作用。它的電池形式如下:
(一) Na(1)/beta一氧化鋁/Na2Sx(1)/C(+)
基本的電池反應是:2N a + xS= Na2Sx
2、 鈉硫電池特性
⑴ 鈉硫電池的理論比能量高達760Wh/kg,且沒有自放電現象。放電效率幾乎可達100%。
⑵ 鈉硫電池的基本單元為單體電池,用于儲能的單體電池最大容量達到650安時,功率120W 以上。將多個單體電池組合后形成模塊。模塊的功率通常為數十kW,可直接用于儲能。
⑶ 鈉硫電池在國外已是發展相對成熟的儲能電池。其壽命可以達到使用10~15年。
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3、鈉硫電池的缺點
? 不能處理部分循環e.g. 風能,SOC只能用平均值計量,所以需要周期性的離線度量;
? 過度充電時很危險;
? 高溫350oC熔解硫和鈉,因此需要附加供熱設備來維持溫度。