钠硫电池和锂电池的储量(钠硫电池能量密度)

钠硫电池

通常情况下，钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成，与一般二次电池（铅酸电池、镍镉电池等）不同，钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成，负极的活性物质为熔融金属钠，正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。

钠硫电池基本原理

通常情况下，钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成，与一般二次电池（铅酸电池、镍镉电池等）不同，钠硫电池是由熔融电极和固体电解质组成，负极的活性物质为熔融金属钠，正极活性物质为液态硫和多硫化钠熔盐。

固体电解质兼隔膜由工作温度在300～350度。在工作温度下，钠离子（）透过电解质隔膜与S之间发生可逆反应，形成能量的释放和储存。

钠硫电池在放电过程是中，电子通过外电路由阳极（负极0到阴极(正极)，而则通过固体电解质与一结合形成多硫化钠产物，在充电时电极反应与放电相反。钠与硫之间的反应剧烈，因此两种反应物之间必须用固体电解质隔开，同时固体电解质又必须是钠离子导体。

目前所用电解质材料为，只有温度在300摄氏度以上时，才具有良的导电性。因此，为了保证钠硫电池的正常运行，钠硫电池的运行温度应保持在300～350摄氏度，这个运行温度使钠硫电池作为车载动力电池安全性降低，使电解质破损，从而造成安全性问题。

钠硫电池主要特点

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760Wh/Kg，实际已大于150Wh/Kg，是铅酸电池的3-4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。

另一个是可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200-300mA/cm2，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300-350℃，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。

钠硫电池主要作用

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“蓄洪”性能非常优异，即使输入的电流突然超过额定功率5-10倍，它也能泰然承受，再以稳定的功率释放到电网中——这对于大型城市电网的平稳运行尤其有用。

太阳能、风能等新能源虽然洁净，但发电功率很不稳定。这会给整个电网带来不期而至的“洪峰”。储能电站会将这些“绿电”先照单全收，再根据电网需求输出。

钠硫电池是以Na-beta-氧化铝（AL2O3）为电解质和隔膜，并分别以金属钠和多硫化钠为负极和正极的二次电池。钠硫电池用于储能具有独到的优势，主要体现在原材料和制备成本低、能量和功率密度大、效率高、不受场地限制、维护方便等方面。

钠硫电池发展简史

钠硫电池作为一种高能固体电解质二次电池最早发明于20世纪60年代中期，早期的研究主要针对电动汽车的应用目标，包括美国的福特、日本的YUASA、英国的BBC以及铁路实验室、德国的ABB、美国的Mink公司等先后组装了钠硫电池电动汽车，并进行了长期的路试。

但长期的研究发现，钠硫电池作为储能电池优势明显，而用作电动汽车或其他移动器具的电源时，不能显示其优越性，且早期的研究并没有完全解决钠硫电池的安全可靠性问题，因此钠硫电池在车用能源方面的应用最终被人们放弃。然而，由于其高的比功率和比能量、低的原材料成本、温度稳定性以及无自放电等方面的突出优势，使得钠硫电池成为目前最具市场活力和应用前景的储能电池。

钠硫电池的结构示意图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已经达到650 Ah，功率120 W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十千瓦，可直接用于储能。根据电力输出的具体要求再将模块进行叠加就可形成不同功率大小的储能站。目前，商业化的钠硫电池的寿命可以达到使用10～15年以上。

大容量管式钠硫电池是以大规模静态储能为应用背景的。自1983年开始，日本NGK公司和东京电力公司合作开发这种电池，1992年实现了第一个钠硫电池示范储能电站的运行至今，其生产的管式钠硫电池循环寿命长，放电深度为10%时，可达42 000次，90%时，约4 500次，100%时，约2 500次。

目前NGK的钠硫电池已经成功地应用于城市电网的储能中，有200余座500 kW以上功率的钠硫电池储能电站，日本等国家投入商业化示范运行，电站的能量效率达到80%以上。

除较大规模在日本应用外，还已经推广到美国、加拿大、欧洲、西亚等国家和地区。储能站覆盖了商业、工业、电力、供水、学校、医院等各个部门。

此外，钠硫电池储能站还被应用于可再生能源发电的储能，对风力发电等的输出进行稳定。如在日本的八角岛，一座400 kW的钠硫电池储能系统与500 kW的风力发电系统配套，保证了风力发电输出的完全平稳，实现了与电网的安全对接。

目前正在运行的风电用最大功率的34 MW钠硫电池储能站及用于风电场的稳定输出中。钠硫电池有望使电价达到32美分/千瓦时，成为最经济最有前景的储能电池之一。

NGK的钠硫电池在以下几个方面已经广泛应用：

①削峰填谷。在用电低谷期间储存电能，在用电高峰期间释放电能满足需求。钠硫电池示范项目以这方面的应用为主；

②可再生能源并网。以钠硫电池配套风能、太阳能发电并网，可以在高功率发电的时候储能，在高功率用电的时候释能，提高电能质量；

③独立发电系统。用于边远地区、海岛的独立发电系统，通常和新能源发电相结合；

④工业应用。企业级用户在采用钠硫电池夜间充电、白天放电以节省电费的同时，还同时能够提供不间断电源和稳定企业电力质量的作用；钠硫电池模块的示意图

⑤输配电领域。用于提供无功支持、缓解输电阻塞、延缓输配电设备扩容和变电站内的直流电源等，提高配电网的稳定性，进而增强大电网的可靠性和安全性。

2010年NGK公司钠硫电池的生产能力比2009年提高了50%，达到150 MW。2009年NGK公司分别与法国和阿联酋的公司签订了150 MW和300 MW的供货合同。仅在2009年，NGK公司的合同订单就达到600 MW，目前NGK公司的储能钠硫电池是唯一进入规模化商业应用的新能源储能技术，产品供不应求。

我国钠硫电池的研究以中国科学院上海硅酸盐研究所为代表，曾研制成功6 kW钠硫电池电动汽车。2006年8月开始，上海硅酸盐所和上海电力公司合作，联合开发储能应用的钠硫电池。2007年1月研制成功容量达到650 Ah的单体钠硫电池，并在2009年建成了具有年产2 MW单体电池生产能力的中试线，可以连续制备容量为650 Ah的单体电池。中试线涉及各种工艺和检测设备百余台套，其中有近2/3为自主研发，拥有多项自主知识产权，形成了有自己特色的钠硫电池关键材料和电池的评价技术。

目前电池的比能量达到150 Wh/kg，电池前200次循环的退化率为0.003%/次，这一数据与国外先进水平持平，目前的单体电池整体水平已接近NGK公司的水平。2011年10月，上海电气集团、上海电力公司和上海硅酸盐研究所正式成立“钠硫电池产业化公司”，建造钠硫电池生产线，预计2015年前钠硫电池的年产能达到50 MW，成为世界上第二大钠硫电池生产企业。

钠硫电池单电池的主要技术难点在于固体电解质beta-氧化铝陶瓷管的制备，目前在高质量陶瓷管的批量化自动化生产方面已经有很大进展，但其产量仍有限，成本仍较高。

单电池技术另一个重要难点在于电池组件的密封，目前国内外已开始研发与beta-或alfa-陶瓷热系数相适应的玻璃陶瓷材料作为密封材料，这也是降低单电池成本的一个新途径。由于硫和硫化物均具有强腐蚀性，低成本的抗腐蚀电极材料研发也是单电池技术的研究焦点之一，目前已成功开发出一些可用于集流电极的抗腐蚀沉积层，如在廉价衬底上沉积碳化物或陶瓷材料。

此外，改善钠硫电池电极与固体陶瓷电解质之间的界面极化也是提高电池电化学性能和安全性能的一个重要方面。

目前，钠硫电池较高的制造成本、运行长期可靠性、规模化成套技术是其大规模应用的主要瓶颈问题。因此，钠硫电池主要关键技术包括高质量陶瓷管技术、电池组件的密封技术、抗腐蚀电极材料技术和规模化成套技术等。 钠硫电池基本原理 钠硫电池主要特点 钠硫电池主要作用 钠硫电池发展简史 @2019

锂电池和钠电池的区别？

锂电池和钠电池的区别主要有：

1、电池内部电荷载体的不同，锂离子电池是通过锂离子在正负极之间移动、转换实现充放电的，而钠离子电池则是由钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移的，其实二者的工作原理是相同的。

2、两者离子半径不同，这半径差别导致钠离子电池的性能远远不及锂离子电池；锂离子的负极可以使石墨，但是钠离子几乎不能再石墨中脱嵌/嵌入，容量很小。

其他碳材料经过处理最多可以达到差不多300多毫安时；离子在正极中的容量很小，只有一百多毫安时；钠离子在正负极中嵌入/脱嵌阻力很大，源于半径大；可逆性差，不可逆容量损失大。

注意：

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。

锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

新能源电池重量

新能源电池重量如下：不同的汽车电池重量不一样36V10ah的电池组为12.5kg。48V20ah的电池组为26kg。电动汽车电池分两大类，蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯电动汽车，包括铅酸蓄电池、镍氢电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池。现在电动汽车的电池包出于安全性考虑，都是挂在底盘下的需要与底盘匹配的是不规则形状。重量在250kg左右。国产的300kg以上也不再少数。

钠电池和锂电池有何区别？钠电池能解决什么问题？

随着科技的不断更新发展，我们身边的物品也在随着变化，手机、电脑、电视、汽车等等，都在变得越来越好。随着新能源电车的上市，电池作为其能源提供物，也将迎来一次大改造。新型电池的上市，又是否会带来一个新的时代？

锂电池是现在市面上新能源汽车最常用的电池，其中还存在许多困扰电动汽车发展的难题。宁德时代新型钠电池的发布，宣称将会解决电动汽车电池的困局。但是什么是钠电池？电池行业的发展会迎来下一个时代吗？

现在非常普遍的锂电池，其实发源于上个世纪。在经过了长达一个世纪的时间里，这款轻薄小巧的电池已经和我们的生活息息相关，日常生活中的许多地方都能见到它的身影，而在这一片繁荣的景象之下依然隐藏着危机。

中国是锂电池的制造和消费大国，但是中国的锂资源十分匮乏，大部分只能依靠进口，地球上的锂资源韩浪也十分有限。在经过长时间的消耗后，锂资源的数量更是大大减少。这就导致近年来用于提取锂的原料碳酸锂价格上涨。在不久的将来，可能就会面临着资源不足无法生产的困难局面。

而且锂的提纯也十分困难，因为锂本身的化学性质非常活泼，想要提纯不仅需要复杂的提取工艺，还需要运用昂贵的专业设备。然而，从1997年开始，锂电池的技术停滞了几十年，想要提升十分不易。面对如此困境，科学家只能寻找更好的替代方案，这时，钠电池产生了。

钠电池出现以后，不可避免的就要与原来的“前辈”锂电池对比一番，相比之下，二者究竟有些什么不同？为什么钠电池就能够解决电车的问题呢？

首先，钠和锂在元素周期表上的位置相近，这就意味着二者的化学性质相似，说明钠同样可以被制作成为电池。其次，也是钠最有利于锂的地方，那就是便宜并且含量丰富，例如说我们每天都在使用的食盐，其中就含有大量的钠元素。

第三，钠电池的出现能够有效改善电动汽车充电慢的情况。在电量相当的情况下，钠电池20分钟就能够充满，锂电池却需要花费一小时。而且，钠电池的电解液即使在-20℃的环境下，仍然可以供电，能够解决电车在寒冷天气的续航问题。

此外，虽然钠电池因为高密度重量大，但是技术上也更加安全。而且钠电池还有一点与其他电池不同，在耗尽电量之后，钠电池的电极材料也不会被损害，导致电池的使用寿命缩短。当然，最大的优势仍然是钠资源的获取，与锂资源的匮乏不同，海水中便可以提前无尽的钠元素。

最后，虽然目前看来钠电池的优势很明显，但是想要迅速在市场推广还不现实，钠电池的研发无疑给我们吃下了一颗定心丸，可以作为中国的后备能源使用。相信在不久的将来，随着科技的不断进步，钠电池的出现将会开启一个新时代。

钠硫电池的理论比容量可达？

钠硫电池的理论比容量可达760 W?h/kg，实际已达到300 W?h/kg，且充电持续里程长，循环寿命长。

负极的反应物质是熔融的钠在负极腔内，正极的反应物质是熔融的硫在正极腔内。正极和负极之间用α―Al2O3电绝缘体密封。

钠硫电池和钠离子电池区别

1、电池内部电荷载体的不同：锂电池是通过锂离子在正负极之间移动、转换实现充放电的，而钠离子电池则是由钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移的，其实二者的工作原理是相同的。

2、两者离子半径不同：这半径差别导致钠离子电池的性能远远不及锂离子电池；锂离子的负极可以使石墨，但是钠离子几乎不能再石墨中脱嵌/嵌入，容量很小。

其他碳材料经过处理最多可以达到差不多300多毫安时；离子在正极中的容量很小，只有一百多毫安时；钠离子在正负极中嵌入/脱嵌阻力很大，源于半径大；可逆性差，不可逆容量损失大。

钠硫电池的优缺点

优点：钠硫电池产生的能量大，效率也高，省材料，能够使用的时间也很长，原材料的来源十分容易获得，而且制备工艺简单，重量也非常轻，使用起来更加方便。

缺点：钠硫电池最大的缺点就是安全性比较差，由于原材料特别易燃，所以安全问题要特别注意。另外，在运用钠硫电池的时候还有一定的条件，需要外部进行加热加温，最好还要使用真空绝热的技术才能使用。钠硫电池还不是很适合移动。

以上内容参考  百度百科-钠硫电池

关于钠硫电池和锂电池的储量和钠硫电池能量密度的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。微信号:ymsc_2016