随着新能源产业的逐渐展开,同属于电化学储能方式的三种电池系统脱颖而出。由于它们更适合可再生能源发电、分布式电源、智能小区等智能电网的新要求,前景被包括国家电网公司在内的国内和国外很多人所看好。它们是钠硫电池、液流电池和锂离子电池。钠硫电池
钠硫电池,是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。在一定的工作度下,钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生的可逆反应,形成能量的释放和储存。1、基本原理
电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等几部分组成。一般常规二次电池如铅酸电池、镉镍电池等都是由固体电极和液体电解质构成,而钠硫电池则与之相反,它是由熔融液态电极和固体电解质组成的,构成其负极的活性物质是熔融金属钠,正极的活性物质是硫和多硫化钠熔盐,由于硫是绝缘体,所以硫一般是填充在导电的多孔的炭或石墨毡里,固体电解质兼隔膜的是一种专门传导钠离子被称为Al2O3的陶瓷材料,外壳则一般用不锈钢等金属材料。2、主要特点
钠硫电池具有许多特色之处:一个是比能量即电池单位质量或单位体积所具有的有效电能量高。其理论比能量为760Whkg,实际已大于100Whkg,是铅酸电池的34倍。如日本东京电力公司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即起削峰平谷作用,将夜晚多余的电存储在电池里,到白天用电高峰时再从电池中释放出来、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,已建成世界上最大规模8MW的储能钠硫电池装置,截止2005年10月统计,年产钠硫电池电池量已超过100MW,同时开始向海外输出。
另一个特点是可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200300mAcm2,并瞬时间可放出其3倍的固有能量;再一个是充放电效率高。由于采用固体电解质,所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应,充放电电流效率几乎100。当然,事物总是一分为二的,钠硫电池也有不足之处,其工作温度在300350℃,
f所以,电池工作时需要一定的加热保温。但采用高性能的真空绝热保温技术,可有效地解决这一问题。
但其缺点也是显而易见的,它需要工作温度在300350℃,这让有些人对此系统存在异议,认为如果一套电池系统在工作时还需要另外加装一套加热系统,那其储能效率将大打折扣。3、主要作用
钠与硫就会通过化学反应,将电能储存起来,当电网需要更多电能时,它又会将化学能转化成电能,释放出去,钠硫电池的“蓄r