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鈉硫電池的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些
新能源汽車近幾年來快速發(fā)展,其核心部件動(dòng)力電池可以說是決定了新能源汽車的命運(yùn),作為新能源車的最重要組成部分,電池成本占比逾30%。由于目前電池安全性、能量和功率密度、價(jià)格等因素尚未完善,出現(xiàn)了鋰電池、燃料電池等各種技術(shù)路線,這里要說的是另一種電池:鈉硫電池。
鈉硫電池是美國福特(Ford)公司于1967年首先發(fā)明公布的,至今才50年的歷史。它是一種以金屬鈉為負(fù)極、硫?yàn)檎龢O、陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的二次電池。在一定的工作溫度下,鈉離子透過電解質(zhì)隔膜與硫之間發(fā)生的可逆反應(yīng),形成能量的釋放和儲(chǔ)存。
鈉硫電池優(yōu)缺點(diǎn)
鈉硫電池的主要特點(diǎn)
鈉硫電池具有許多特色之處:一個(gè)是比能量(即電池單位質(zhì)量或單位體積所具有的有效電能量)高。其理論比能量為760Wh/Kg,實(shí)際已大于150Wh/Kg,是鉛酸電池的3-4倍。如日本東京電力公司(TEPCO)和NGK公司合作開發(fā)鈉硫電池作為儲(chǔ)能電池,其應(yīng)用目標(biāo)瞄準(zhǔn)電站負(fù)荷調(diào)平(即起削峰平谷作用,將夜晚多余的電存儲(chǔ)在電池里,到白天用電高峰時(shí)再從電池中釋放出來)、UPS應(yīng)急電源及瞬間補(bǔ)償電源等,并于2002年開始進(jìn)入商品化實(shí)施階段,已建成世界上最大規(guī)模(8MW)的儲(chǔ)能鈉硫電池裝置,截止2005年10月統(tǒng)計(jì),年產(chǎn)鈉硫電池電池量已超過100MW,同時(shí)開始向海外輸出。
另一個(gè)是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達(dá)200-300mA/cm2,并瞬時(shí)間可放出其3倍的固有能量;再一個(gè)是充放電效率高。由于采用固體電解質(zhì),所以沒有通常采用液體電解質(zhì)二次電池的那種自放電及副反應(yīng),充放電電流效率幾乎100%。當(dāng)然,事物總是一分為二的,鈉硫電池也有不足之處,其工作溫度在300-350℃,所以,電池工作時(shí)需要一定的加熱保溫。但采用高性能的真空絕熱保溫技術(shù),可有效地解決這一問題。
鈉硫電池優(yōu)缺點(diǎn)
鈉硫電池有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):一個(gè)是比能量高。其理論比能量為760Wh/Kg,實(shí)際已大于150Wh/Kg,是鉛酸電池的3-4倍。另一個(gè)是可大電流、高功率放電,瞬時(shí)可放出其3倍的固有能量;再一個(gè)是充放電效率高。
鈉硫電池的缺點(diǎn)則是其工作溫度在300-350℃之間,所以,電池工作時(shí)需要加熱保溫。目前的解決辦法是采用高性能的真空絕熱保溫技術(shù)。
由于鈉硫電池具有高能電池的一系列誘人特點(diǎn),所以很多國家起初就想將其發(fā)展成電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池,也曾取得了一些成果,但是鈉硫電池在移動(dòng)場合下使用條件比較苛刻,受空間及安全性方面的局限而停滯。
鈉硫電池是把鈉作為負(fù)極,硫作為正極,在電解質(zhì)中來連接形成電池的。在一定的溫度下,鈉離子和硫可以在電解質(zhì)中發(fā)生可逆反應(yīng),就可以對(duì)產(chǎn)生的能量進(jìn)行釋放或者儲(chǔ)存。這樣造成的電池,可以有效的延長電池的使用時(shí)間,而且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,鈉硫電池只有在300度到350度之間才可以正常的工作,有時(shí)也會(huì)造成一些不便。
鈉和硫這兩種化學(xué)物質(zhì)會(huì)發(fā)生反應(yīng),然后產(chǎn)生電能的,鈉硫電池本身會(huì)把電能進(jìn)行儲(chǔ)存,在用到的時(shí)候發(fā)揮它的作用。就比如電網(wǎng),電網(wǎng)必須要使用鈉硫電池,一些新能源用來發(fā)電太過不穩(wěn)定,而鈉硫電池的性能比起其它的相對(duì)穩(wěn)定的多。即使電流發(fā)生一系列的狀況,使功率一下子增加很多,鈉硫電池也能承受的住。通過在大城市中,它們的電網(wǎng)必須使用鈉硫電池,這樣才能穩(wěn)定的運(yùn)行。
鈉硫電池優(yōu)缺點(diǎn)
鈉硫電池是一種二次電池,可以反復(fù)使用,這是它的獨(dú)特作用,這樣制備這種的電池成本就會(huì)低一點(diǎn),原材料也比較節(jié)省,這樣就能起到節(jié)能的作用??伤哪芰繀s完全不會(huì)受到任何影響,使用起來效率也特別高。還容易對(duì)鈉硫電池進(jìn)行維護(hù)修理。
優(yōu)點(diǎn):鈉硫電池產(chǎn)生的能量大,效率也高,省材料,能夠使用的時(shí)間也很長,原材料的來源十分容易獲得,而且制備工藝簡單,重量也非常輕,使用起來更加方便。
缺點(diǎn):鈉硫電池最大的缺點(diǎn)就是安全性比較差,由于原材料特別易燃,所以安全問題要特別注意。另外,在運(yùn)用鈉硫電池的時(shí)候還有一定的條件,需要外部進(jìn)行加熱加溫,最好還要使用真空絕熱的技術(shù)才能使用。鈉硫電池還不是很適合移動(dòng)。
鈉硫電池是新興的化學(xué)能源電池,被世界上很多的科學(xué)家重視和研究。鈉硫電池由于具有很高的能源電力,很多國家都把它用在電動(dòng)車或者電動(dòng)汽車上面。這一點(diǎn)可以充分的說明鈉硫電池確實(shí)是很有價(jià)值。但由于電池自身的一些局限性,近幾年鈉硫電池被普遍的用于電站的儲(chǔ)能方面,可以充分發(fā)揮它自身的優(yōu)勢(shì),環(huán)保高能源,可能在不久會(huì)突破它的局限,讓它更好的為我們服務(wù)。