鈉硫電池的五個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題分析

目前，人們對(duì)鈉硫電池存在一些質(zhì)疑，認(rèn)為鈉硫電池在短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。為了回答這些問(wèn)題，《科學(xué)時(shí)報(bào)》采訪了鈉硫電池的開(kāi)發(fā)人員文兆銀、我國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員劉宇和高級(jí)工程師曹家迪。

問(wèn)題一:安全

更準(zhǔn)確地說(shuō)，安全是操作可靠性的問(wèn)題。

疑問(wèn):鈉硫電池的運(yùn)行溫度在300~350℃之間，假如陶瓷介質(zhì)一旦損壞構(gòu)成短路，高溫液體鈉和硫磺會(huì)直接接觸，發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，發(fā)生2000℃的高溫，相當(dāng)危險(xiǎn)。

文兆銀:NGK自1992年示范以來(lái)，已經(jīng)在日本運(yùn)營(yíng)了100多座soada-硫磺電池儲(chǔ)能電站。在這18年里，只有一場(chǎng)火災(zāi)，在消防隊(duì)到來(lái)之前就被自己撲滅了。它被認(rèn)為是次要的。

自從這種電池上市以來(lái)，日本媒體做了大量宣傳，希望能改變公眾對(duì)鈉硫電池的看法。

事實(shí)上，任何儲(chǔ)能系統(tǒng)都是一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，都存在安全隱患。由于固體隔膜是陶瓷制成的，沒(méi)有氣體，因此沒(méi)有爆炸。與其他電池相比，鈉硫電池的入射率較低。

鈉和硫直接接觸,一旦有安全風(fēng)險(xiǎn),所以我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取了很多安全措施,層層設(shè)防,以確保即使陶瓷損傷不會(huì)短暫接觸,即使電池?fù)p壞不會(huì)短暫溢出。

硅酸鹽鈉硫電池沒(méi)有安全問(wèn)題，正在進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)行的驗(yàn)證。

問(wèn)題二:壽命問(wèn)題

一旦材料和組件被使用，產(chǎn)品可以使用10年。

問(wèn):壽命短影響其性價(jià)比，難以商業(yè)化。

熱銀:與其他電池不同的是，鈉硫電池沒(méi)有副用途，而且活性材料可以在不損耗的情況下可逆使用。由于金屬部件在硫和硫化物介質(zhì)中長(zhǎng)期高溫會(huì)出現(xiàn)腐蝕，影響其使用壽命，所以金屬部件的鈉硫電池都采用特殊的防腐方法進(jìn)行維護(hù)。

硅酸鹽目前正在試驗(yàn)的鈉硫電池的預(yù)期壽命為8年，其初始降解水平遠(yuǎn)不及日本。一旦達(dá)到產(chǎn)業(yè)化階段，解決數(shù)據(jù)與電池的一致性，電池壽命可達(dá)10年以上，目前日本產(chǎn)品的水平約為15年。

問(wèn)題三:溫度問(wèn)題

該模塊具有良好的絕緣性能，可以在一段時(shí)間內(nèi)保持低功耗運(yùn)行。

疑問(wèn):鈉硫電池在300℃條件下啟動(dòng)能力存在保溫和能耗問(wèn)題，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)在一定程度上制約了其使用。

曹家迪:鈉硫電池在充電時(shí)吸收能量，要額定電能加熱，放電時(shí)釋放熱量，足以維持所需的溫度。

同時(shí)，研制開(kāi)發(fā)的硅酸鹽電池模塊具有良好的保溫功能，在沒(méi)有電源加熱的情況下也可以長(zhǎng)時(shí)間保溫。NGK的產(chǎn)品現(xiàn)在要大約半個(gè)月的時(shí)間從工作溫度冷卻到室溫，斷電后可以在低功率下運(yùn)行一周。

問(wèn)題4:廢舊電池的處理

日本現(xiàn)在擁有一套相當(dāng)成熟的復(fù)蘇技能。

懷疑:損壞的電池很難處理，這是鈉硫電池的弱點(diǎn)之一。

劉宇:鈉硫電池和其他電池不相同。它是可拆卸電池。因此，在原則上，回收率和重用率將會(huì)更高。鈉和硫部分中的化合物可以可逆地分化成鈉和硫。其他金屬部件也可以回收利用。

日本現(xiàn)在有一套相當(dāng)成熟的恢復(fù)技術(shù)和程序。硅酸鹽研究所現(xiàn)在也具備了一套初步的清潔回收技能，在一些維護(hù)介質(zhì)中進(jìn)行拆分，鈉、硫和金屬可以回收再利用。

但是，如何有效地回收和再利用鈉硫電池還要進(jìn)一步的研究。

問(wèn)題5:資金問(wèn)題

我們的價(jià)格不比日本的高。

疑問(wèn):國(guó)產(chǎn)鈉硫電池成本能否降至商用水平?

文兆銀:在各種大容量儲(chǔ)能電池中，除了性能較差的鉛酸電池外，鈉硫電池是最便宜的。