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4.ZEBRA 电池(Na-Beta电池)
ZEBRA电池是1978年由南非Zebra Power Systems公司的Coetzer发明的一种基于 Beta-Al203陶瓷电解质的二次电池,又称Na-Beta电池。ZEBRA电池包括液态的钠负极、金属氯化物材料(NiCl2,和少量FeCl2)的正极以及钠离子导体β-Al2O3陶瓷电解质。
在放电过程中金属钠负极被氧化产生的钠离子通过钠离子导体β-Al2O3固态钠电解质 以及由氯化钠和三氯化铝混合熔液组成的次级电解液到达NiCl2正极,充电过程则相反。
与钠硫电池类似,降低运行温度、降低系统成本是Na-Beta电池的主要研发方向,美国西北太平洋国家实验室在这方面取得了一系列的研宄成果。目前美国GE公司成功的开发了 Durathon钠盐电池技术,初步实现了ZEBRA电池的实用化。
5.钠系电池综合比较
上述四类电池的综合比较如表2示。
表2系电池发展状况比较
资料来源:CNESA
尽管各种钠系电池;技术在性能特点和发展程度上有所差异,但大规模、高安全性、低成本、高能量和功率密度、长寿命是今后各种钠系电池一致的发展方向。目前钠系电池的研发还需要进一步对电池关键材料和关键反应界面进行研宄和评价,以增强电池的电化学性能和安全可靠性。由于钠系电池自身特点更加适合储能领域应用,未来在提升电池性能的同时还需要在钠系电池产业化的道路上继续探索,为钠系电池寻找合适的应用场景,使钠案电池在降低储能系统成本、提升储能系统功效方面发挥更大作用。
四、其他储能技术研究进展
2014年储能技术保持快速发展,除了上节重点介绍的钠系电池体系,锂离子电池(含锂硫电和锂空气电池)和液流电池仍然是储能技术研发的重点领域。此外,液态金属电池、 液化空气电池新型储能技术不断涌现并投入示范运行,也成为2014年储能技术研发的一大亮点。2014年储能技术研发特点如下:
开发新型电解液体系是液流电池研发的主要方向;
开发新型电解质体系,匹配硅、金属锂等负极材料是提高锂离子电池的能量密度和循环寿命的重要途径;
锂硫电池是高比能量储能电池技术研发的重点方向;
锂空气电池的研发持续推进,距离实际应用尚有一定距离。
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