鈉硫電池研究分析.pptx

《鈉硫電池研究分析.pptx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、儲能的市場前景太陽能、風(fēng)能等可再生能源普及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)堅強智能電網(wǎng)的堅強關(guān)鍵技術(shù)未來的電動車時代儲能是其中重要的一環(huán)電力儲存用二次電池性能比較電池種類鉛酸電池鈉硫電池液流電池鋰離子電池理論能量密度（Wh/kg）167786100583實際能量密度（Wh/kg）30-40100-120？100-120循環(huán)壽命（次）>2000>2500>2500>1000適用范圍數(shù)kW-數(shù)MW數(shù)kW-數(shù)MW數(shù)十kW-數(shù)MW數(shù)十kW以下電池效率85%90%80%90%特征價格低能量密度低耐久性好能量密度高耐久性好能量密度高可大電流放電待解決問題循環(huán)壽命

2、待提高價格有待降低能量密度有待提高電解液存儲槽占地容量有待提高價格有待降低循環(huán)壽命有待提高混合儲能系統(tǒng)超級電容器與蓄電池在技術(shù)性能上具有較強的互補性。負載脈動和輸入波動較大時，超級電容器都能起到一定的濾波作用，蓄電池的充放電電流能夠保持在較平滑的水平，減少了蓄電池的充放電次數(shù)，延長了蓄電池的使用壽命，同時也提高了整個系統(tǒng)的工作效率。新能源發(fā)電系統(tǒng)電動汽車領(lǐng)域超級電容器根據(jù)電化學(xué)雙電容理論研制而成，一般采用比面積很大的多孔活性碳作為電極材料，因此具有很大的表面積。高的比功率低的能量比充放電壽命長1百萬次快速充電高可靠性高價格和低能量比

3、超級電容器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40年左右的歷史。電池通常是由正極、負極、電解質(zhì)、隔膜和外殼等幾部分組成。一般常規(guī)二次電池如鉛酸電池、鎘鎳電池等都是由固體電極和液體電解質(zhì)構(gòu)成，而鈉硫電池則與之相反，它是由熔融液態(tài)電極和固體電解質(zhì)組成的，負極活性物質(zhì)：熔融金屬鈉，正極活性物質(zhì)：硫和多硫化鈉熔鹽，由于硫是絕緣體，所以硫一般是填充在導(dǎo)電的多孔的炭或石墨氈里，固體電解質(zhì)兼隔膜的是一種專門傳導(dǎo)鈉離子被稱為?-Al2O3的陶瓷材料，外殼則一般用不銹鋼等金屬材料。鈉硫電池原理放電時的反應(yīng)過程：

4、1）Na離解成Na+和電子2）Na+穿過β-Al2O3向正極移動3）Na+與S及電子反應(yīng)生成多硫化鈉鈉硫電池的特點主要的優(yōu)點能量密度大：大功率鈉硫電池先進的結(jié)構(gòu)設(shè)計使其理論比能量高達760Wh/kg，實際大于100Wh/kg；功率密度大；使用壽命長：大功率鈉硫電池連續(xù)充放電近2萬次，使用壽命可達10到15年；原材料鈉硫易得；無自放電、記憶效應(yīng)；體積小、重量輕、便于模塊化制造安裝，建設(shè)周期短。不足：工作溫度在300-350℃，電池工作時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。安全問題：S易燃。研究與應(yīng)

5、用現(xiàn)狀鈉硫電池作為新型化學(xué)電源家族中的一個新成員出現(xiàn)后，已在世界上許多國家受到極大的重視和發(fā)展。由于鈉硫電池具有高能電池的一系列誘人特點，所以一開始不少國家就首先紛紛致力于發(fā)展其作為電動汽車用的動力電池，也曾取得了不少令人鼓舞的成果，但隨著時間的推移表明：不適合移動場合：鈉硫電池在移動場合下(如電動汽車)使用條件比較苛刻，無論從使用可提供的空間、電池本身的安全等方面均有一定的局限性。所以在80年代末和90年代初開始，國外重點發(fā)展鈉硫電池作為固定場合下(如電站儲能)應(yīng)用，并越來越顯示其優(yōu)越性。1、國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢智能電網(wǎng)中大

6、容量存儲設(shè)備主要采用鈉硫電池。由于鈉硫電池是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備，必須在高壓大電流的充電及運行中必須在線同步實時（100us）檢測每節(jié)電池的電流、電壓、溫度、濕度，確保工作統(tǒng)一，穩(wěn)定。這類技術(shù)簡稱BMS技術(shù)。2020年底電網(wǎng)總儲能設(shè)備可達到1.3億千瓦，這樣可填補用電最高負荷與平均負荷之間的差距，若假設(shè)儲能電池占到總儲能設(shè)備比重10%，那么2020年末我國儲能電池總?cè)萘靠傻?3000MW。國家電網(wǎng)將于2010年招標張北7.50MW電池儲能項目。鈉硫電池領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的生產(chǎn)商是日本NGK公司，是目前為止世界上唯一提供商業(yè)化產(chǎn)品的鈉硫電池供

7、應(yīng)商，公司正在世界范圍內(nèi)為一些小規(guī)模試驗項目提供電池。最大的鈉硫電池儲能站為9.6MW／57.6MWh。其鈉硫電池運行參數(shù)實時檢測技術(shù)為該公司自行研發(fā)的檢測系統(tǒng)。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所通過和上海市電力公司合作，成功研制出容量為650Ah的鈉硫儲能單體電池，使我國成為繼日本之后世界上第二個掌握大容量鈉硫單體電池核心技術(shù)的國家。但鈉硫電池運行參數(shù)實時檢測技術(shù)的研發(fā)還沒有開展。NaS電池應(yīng)用現(xiàn)狀（2002年）開始進入實用化階段到2002年底，日本國內(nèi)已有超過2萬kW的NaS電池投入使用。主要用于UPS、電壓波谷補償?shù)?。已商品化?、知

8、識產(chǎn)權(quán)狀況和技術(shù)標準狀況世界各公司申請公開的與鈉硫電池相關(guān)的專利如下表所示，這其中有關(guān)鈉硫電池運行參數(shù)實時檢測技術(shù)的專利寥寥無幾，由于各國的鈉硫電池的性能質(zhì)量不盡相同，暫時沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準。鈉硫電池相關(guān)的專利目前中國有關(guān)鈉硫電池發(fā)表