鉅大LARGE | 點擊量:1047次 | 2020年12月08日
分析當(dāng)前鈉硫電池五大關(guān)鍵問題
鈉硫電池五大關(guān)鍵問題目前,鈉硫電池的聲音還存在一些疑問,認(rèn)為鈉硫電池在短時間內(nèi)難以實現(xiàn)商用。為此,《科學(xué)時報》記者采訪了鈉硫電池的研發(fā)人員文兆銀、劉宇、高級工程師曹家笛等。
問題1:安全
安全更多的是一個操作可靠性問題。
疑問:鈉硫電池的工作溫度在300~350℃之間,假如陶瓷介質(zhì)一旦斷路短路,高溫液體鈉和硫磺會直接接觸,劇烈放熱反應(yīng),出現(xiàn)2000℃的高溫,相當(dāng)危險。
Wan:NGK自1992年示范運營以來,已經(jīng)在日本運營了100多家sodia-硫磺電池存儲廠。在過去的18年里,只有一起火災(zāi)事故在消防隊到來之前就自行撲滅了。
自硫磺電池商業(yè)化使用以來,日本媒體進行了大量的宣傳,希望改變公眾的認(rèn)知,接受硫磺電池。
事實上,任何儲能系統(tǒng)都是一個儲能系統(tǒng),都存在安全隱患。由于采用陶瓷固體膜片,沒有氣體,所以不會爆炸。鈉硫電池與其他電池相比事故發(fā)生率較低。
一旦鈉和硫直接接觸,就存在安全隱患,所以我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計上采取了很多安全措施,層層設(shè)防,確保即使是陶瓷的損傷也不會簡單的接觸,即使是電池的損傷也不會簡單的溢出。
硅酸鹽研究所鈉硫電池未發(fā)生安全事故。
問題2:長壽
一旦使用了實用材料和元件,產(chǎn)品壽命可達10年。
疑問:壽命短影響其性價比,難以投入商業(yè)使用。
鈉硫電池與其他電池不同,它沒有任何副用途?;钚晕镔|(zhì)可以可逆地使用而不損耗。由于金屬元件在硫和硫化物介質(zhì)中長期高溫腐蝕,影響了其使用壽命,故硫電池金屬元件需采取特殊的防腐措施。
目前正在硅酸鹽研究所測試的鈉硫電池的預(yù)期壽命為8年,其初始退化衰減水平與日本基本相當(dāng)。一旦在工業(yè)化階段解決了材料和電池的一致性,電池壽命可以達到10年以上,而目前日本產(chǎn)品的電池壽命只有15年左右。
問題3:溫度
該模塊具有良好的絕緣功能,可以在一段時間內(nèi)保持低功耗運行。
疑問:鈉硫電池只能在300℃時啟動,存在保溫和能耗問題。啟動時間長在一定程度上限制了其應(yīng)用。
曹家迪:鈉硫電池充電時會吸收能量,所以要額外的電能來加熱電池。當(dāng)它們放電時,它們同時釋放熱量,這足以維持操作所需的溫度。
同時,硅酸鹽所研制的電池模塊具有良好的保溫功能,在沒有電源的情況下加熱也可以長時間保溫。目前NGK產(chǎn)品要半個月左右的時間從工作溫度冷卻到室溫,并且在斷電后可以維持一周的低功耗運行。
問題4:廢棄電池的處理
日本已經(jīng)開發(fā)出相當(dāng)復(fù)雜的回收技術(shù)。
疑問:損壞的電池很難處理,這是鈉硫電池的弱點之一。
劉宇:與其他電池不同,鈉硫電池是可拆卸電池。因此,原則上,回收和再利用的比率會更高。陶瓷元件與鈉和硫不相容。鈉和硫部分中的化合物可以可逆分解形成鈉和硫;其他金屬部件也可以回收利用。
日本已經(jīng)形成了一套比較成熟的回收技術(shù)和流程。而硅酸鹽也初步形成了一套清潔回收工藝流程,在一些保護性的分離介質(zhì)中,鈉、硫和金屬可以回收甚至再利用。
然而,我國如何有效地回收鈉硫電池還要進一步的研究。
問題5:成本
我們的價格不會高于日本的。
問題:國產(chǎn)鈉硫電池的成本能否降至商用水平?
萬:鈉硫電池是各種大容量蓄電池中最便宜的,除了性能較差的鉛酸電池。據(jù)日本稱,鋰離子電池的價格是鈉硫電池的三倍