鈉硫電池工作原理

　　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、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構成，而鈉硫電池則與之相反，它是由熔融液態(tài)電極和固體電解質組成的，構成其負極的活性物質是熔融金屬鈉，正極的活性物質是硫和多硫化鈉熔鹽，由于硫是絕緣體，所以硫一般是填充在導電的多孔的炭或石墨氈里，固體電解質兼隔膜的是一種專門傳導鈉離子被稱為Al2O3的陶瓷材料，外殼則一般用不銹鋼等金屬材料。

　　鈉硫電池其比能量高、可大電流、高功率放電。日本東京電力公司（TEPCO）和NGK公司合作開發(fā)鈉硫電池作為儲能電池，其應用目標瞄準電站負荷調平、UPS應急電源及瞬間補償電源等，并于2002年開始進入商品化實施階段，截止2007統(tǒng)計，日本年產鈉硫電池電池量已超過100MW，同時開始向海外輸出。

　　鈉硫電池以鈉和硫分別用作陽極和陰極．Beta-氧化鋁陶瓷同時起隔膜和電解質的雙重作用。它的電池形式如下：

　　（一）Na（1）／beta一氧化鋁／Na2Sx（1）／C（+）

　　基本的電池反應是：2Na+xS=Na2Sx

　　鈉硫電池具有的特點

　　鈉硫電池具有許多特色之處：一個是比能量（即電池單位質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)鈉硫電池作為儲能電池，其應用目標瞄準電站負荷調平（即起削峰平谷作用，將夜晚多余的電存儲在電池里，到白天用電高峰時再從電池中釋放出來）、UPS應急電源及瞬間補償電源等，并于2002年開始進入商品化實施階段，已建成世界上最大規(guī)模（8MW）的儲能鈉硫電池裝置，截止2005年10月統(tǒng)計，年產鈉硫電池電池量已超過100MW，同時開始向海外輸出。

　　另一個是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達200-300mA/cm2，并瞬時間可放出其3倍的固有能量；再一個是充放電效率高。由于采用固體電解質，所以沒有通常采用液體電解質二次電池的那種自放電及副反應，充放電電流效率幾乎100%。當然，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，電池工作時需要一定的加熱保溫。但采用高性能的真空絕熱保溫技術，可有效地解決這一問題。

　　鈉硫電池作用

　　鈉與硫就會通過化學反應，將電能儲存起來，當電網需要更多電能時，它又會將化學能轉化成電能，釋放出去，鈉硫電池的“蓄洪”性能非常優(yōu)異，即使輸入的電流突然超過額定功率5-10倍，它也能泰然承受，再以穩(wěn)定的功率釋放到電網中——這對于大型城市電網的平穩(wěn)運行尤其有用。太陽能、風能等新能源雖然潔凈，但發(fā)電功率很不穩(wěn)定。這會給整個電網帶來不期而至的“洪峰”。儲能電站會將這些“綠電”先照單全收，再根據電網需求輸出。

　　鈉硫電池是以Na-beta-氧化鋁（AL2O3）為電解質和隔膜，并分別以金屬鈉和多硫化鈉為負極和正極的二次電池。鈉硫電池用于儲能具有獨到的優(yōu)勢，主要體現在原材料和制備成本低、能量和功率密度大、效率高、不受場地限制、維護方便等方面。