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钠硫电池五大关键问题介绍

2021-04-26 ryder

钠硫电池的五个关键问题分解


目前,人们对钠硫电池存在一些质疑,认为钠硫电池在短时间内难以实现商业使用。为了回答这些问题,《科学时报》采访了钠硫电池的开发人员文兆银、我国科学院上海硅酸盐研究所研究员刘宇和高级工程师曹家迪。


问题一:安全


更准确地说,安全是操作可靠性的问题。


疑问:钠硫电池的运行温度在300~350℃之间,倘若陶瓷介质一旦损坏构成短路,高温液体钠和硫磺会笔直接触,发生剧烈的放热反应,发生2000℃的高温,相当危险。


文兆银:NGK自1992年示范以来,已经在日本运营了100多座soada-硫磺电池储能电站。在这18年里,惟有一场火灾,在消防队到来之前就被自己扑灭了。它被认为是次要的。


自从这种电池上市以来,日本媒体做了大量宣传,希望能改变公众对钠硫电池的看法。


事实上,任何储能系统都是一个储能系统,都存在安全隐患。由于固体隔膜是陶瓷制成的,没有气体,因此没有爆炸。与其他电池相比,钠硫电池的入射率较低。


钠和硫笔直接触,一旦有安全风险,所以我们在结构设计采取了很多安全措施,层层设防,以确保即使陶瓷损伤不会短暂接触,即使电池损坏不会短暂溢出。


硅酸盐钠硫电池没有安全问题,正在进行长期运行的验证。


问题二:寿命问题


一旦材料和组件被使用,产品可以使用10年。


问:寿命短影响其性价比,难以商业化。


热银:与其他电池不同的是,钠硫电池没有副用途,而且活性材料可以在不损耗的情况下可逆使用。由于金属部件在硫和硫化物介质中长期高温会出现腐蚀,影响其使用寿命,所以金属部件的钠硫电池都采用特殊的防腐办法进行维护。


硅酸盐目前正在实验的钠硫电池的预期寿命为8年,其初始降解水平远不及日本。一旦达到产业化阶段,处理数据与电池的一致性,电池寿命可达10年以上,目前日本产品的水平约为15年。


问题三:温度问题


该模块具有良好的绝缘性能,可以在一段时间内保持低功耗运行。


疑问:钠硫电池在300℃条件下启动能力存在保温柔能耗问题,启动时间长在一定程度上制约了其使用。


曹家迪:钠硫电池在充电时吸收能量,要额定电能加热,放电时释放热量,足以维持所需的温度。


同时,研制开发的硅酸盐电池模块具有良好的保温功能,在没有电源加热的情况下也可以长时间保温。NGK的产品今朝要约莫半个月的时间从工作温度冷却到室温,断电后可以在低功率下运行一周。


问题4:废旧电池的解决


日本今朝拥有一套相当成熟的复苏技能。


怀疑:损坏的电池很难解决,这是钠硫电池的弱点之一。


刘宇:钠硫电池和其他电池不相同。它是可拆卸电池。因此,在原则上,回收率和重用率将会更高。钠和硫部分中的化合物可以可逆地分化成钠和硫。其他金属部件也可以回收利用。


日本今朝有一套相当成熟的恢复技术和程序。硅酸盐研究所今朝也具备了一套初步的清洁回收技能,在一些维护介质中进行拆分,钠、硫和金属可以回收再利用。


但是,要怎么样有效地回收和再利用钠硫电池还要进一步的研究。


问题5:资金问题


我们的价格不比日本的高。


疑问:国产钠硫电池成本能否降至商用水平?


文兆银:在各种大容量储能电池中,除了性能较差的铅酸蓄电池外,钠硫电池是最便宜的。

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