钠硫电池工作原理和特性
钠硫电池是美国福特(Ford)公司于1967年首先发明公布的,其比能量高、可大电流、高功率放电。日本东京电力公司(TEPCO)和NGK公司合作开发钠硫电池作为储能电池,其应用目标瞄准电站负荷调平、UPS应急电源及瞬间补偿电源等,并于2002年开始进入商品化实施阶段,截止2007统计,日本年产钠硫电池电池量已超过100MW,同时开始向海外输出。
1、 基本原理
钠硫电池以钠和硫分别用作阳极和阴极.Beta-氧化铝陶瓷同时起隔膜和电解质的双重作用。它的电池形式如下:
(一) Na(1)/beta一氧化铝/Na2Sx(1)/C(+)
基本的电池反应是:2N a + xS= Na2Sx
2、 钠硫电池特性
⑴ 钠硫电池的理论比能量高达760Wh/kg,且没有自放电现象。放电效率几乎可达100%。
⑵ 钠硫电池的基本单元为单体电池,用于储能的单体电池最大容量达到650安时,功率120W 以上。将多个单体电池组合后形成模块。模块的功率通常为数十kW,可直接用于储能。
⑶ 钠硫电池在国外已是发展相对成熟的储能电池。其寿命可以达到使用10~15年。
3、钠硫电池的缺点
• 不能处理部分循环e.g. 风能,SOC只能用平均值计量,所以需要周期性的离线度量;
• 过度充电时很危险;
• 高温350ºC熔解硫和钠,因此需要附加供热设备来维持温度。