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纳米硅蓄电池阅读:207

钠-硫电池( sodium-sulfur battery)是一种使用固体电解质的高能蓄电池。其负极活性物质为熔融钠,正极活性物质为熔融硫及多髓化钠,固体电解质为β-氧化铝。β-氧化铝是Al2O3和Na2O的化合物,对钠离子表现出高导电性,但硫却不能通过。钠硫器电池的工作温度为250~350℃。

简介

  通常情况下,钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成,与一般二次电池(铅酸电池、镍镉电池等)不同,钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成,负极的活性物质为熔融金属钠,正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。钠硫电池(NaS)作为一种新型化学电源,自问世以来已有了很大发展。钠硫电池体积小、容量大、寿命长、效率高,在电力储能中广泛应用于削峰填谷、应急电源、风力发电等储能方面。通常情况下,钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成,与一般二次电池(铅酸电池、镍镉电池等)不同,钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成,负极的活性物质为熔融金属钠,正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。固体电解质兼隔膜由工作温度在300~350度。在工作温度下,钠离子透过电解质隔膜发生可逆反应,形成能量的释放和储存。

特点

  1、理论能量密度高达 760W·h/ kg。实际比能量高,可有效减低储能系统的体积和重量,适合于大容量、大功率设备的应用。
  2、能量转化效率高,其中直流端大于 90 % ,交流端大于 75 %。
  3、无电化学副反应,无自放电,使用寿命长,可达 15a以上。
  4、钠硫电池的运行温度被恒定在300~350 ℃,因此其使用条件不受外界环境温度的限制,且系统的温度稳定性好。
  5、具有高的功率特性,经大电流及深度放电而不损坏电池;具有纳秒级的瞬时速度(系统数毫秒以内),适合应用于各类备用和应急电站。
  6、原材料资源丰富,价格低,无污染,适合规模化推广应用。

原理

  中心钠负极设计的管式钠硫电池结构。电池以金属钠(Na)和单质硫(S)与碳(C)的复合物分别用作阳极和阴极的活性物质,Beta氧化铝(Beta?Al2O3)陶瓷同时起隔膜和电解质的双重作用。新装配的钠硫电池一般处于完全荷电的初始状态。钠硫电池在300℃工作温度下,在放电的初始阶段(硫含量为100%~78%),正极由液态硫与液态的Na2S5.2形成非共溶液相,电池的电动势约为2.076V;当放电至Na2S3出现时,电池的电动势降至1.78V;当放电至Na2S2.7出现时,对应的电动势降至1.74V,直至液相消失。

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