储能技术及应用
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5.6 本章小结

本章阐述了钠-硫电池、ZEBRA电池以及钠-空气电池等以金属钠为负极的电池以及钠离子电池等四类钠电池的结构、工作原理和性能特性以及目前研发的最新进展,分析了它们在研究和应用方面所面临的问题以及已采取和可能采取的解决方案。

钠-硫电池具有高的比功率和比能量、低原材料成本、温度稳定性以及无自放电等方面的优势,是重要的储能技术之一,但是钠硫电池仍然需要进一步降低成本,提高电池系统的安全性。在钠-硫电池基础上发展起来的ZEBRA电池具有突出的安全性,同时它还具有很强的耐过充电和过放电的工作特性,具有高的能量密度,近年来得到了较快速的发展,但ZEBRA电池的功率密度还有待进一步的提高。钠-空气电池具有很高的能量密度期望值,但目前尚处于研究的初级阶段,对钠-空气各个关键材料的研究已经引起了研究人员越来越多的关注。人们对在锂离子电池基础上发展起来的钠离子电池充满了期待,水系钠离子电池已经得到了示范验证,展现了一定的发展前景,但至今仍没有得到理想的可与锂离子电池抗衡的钠离子电池的材料体系。

钠-硫电池和钠-氯化物电池需要加快国产化的进程。大规模、高安全性、低成本、高能量和功率密度及长寿命是今后各种钠电池的发展方向,因此需要进一步对电池关键材料(如beta-Al2O3陶瓷管和薄膜的低成本高质量的制备)和关键界面(如熔融金属钠与beta-Al2O3之间的界面)的研究和评价,以增强电池的电化学性能和安全可靠性。同时,还需要在钠电池产业化的道路上继续探索新的低温钠电池体系,加快钠离子电池和钠-空气电池相关的新材料体系的探索,推动新型钠电池实现突破。