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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    鋰離子電池和鈉硫電池有哪些區別

    2021-06-10 ryder

    鋰離子電池和鈉硫電池有哪些區別?由于目前電池安全性、能量和功率密度、價格等因素尚未完善,出現了鋰離子電池、燃料電池等各種技術路線,這里要說的是另一種電池:鈉硫電池。作為后起之秀的鈉硫電池,在一定的工作溫度下,鈉離子透過電解質隔膜與硫之間發生的可逆反應,形成能量的釋放和儲存。


      鋰離子電池和鈉硫電池有哪些區別?


    鈉硫電池:


    通常情況下,鈉硫電池由正極、負極、電解質、隔膜和外殼組成,與一般二次電池(鉛酸蓄電池、鎳鎘電池等)不同,鈉硫電池是由熔融電極和固體電解質組成,負極的活性物質為熔融金屬鈉,正極活性物質為液態硫和多硫化鈉熔鹽。


    鈉硫電池(NaS)作為一種新型化學電源,自問世以來已有了很大發展。鈉硫電池體積小、容量大、壽命長、效率高,在電力儲能中廣泛使用于削峰填谷、應急電源、風力發電等儲能方面。


    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”性能非常優異,即使輸入的電流猛然超過額定功率5-10倍,它也能泰然承受,再以穩定的功率釋放到電網中——這對于大型城市電網的平穩運行尤其有用。


    從功率提供能力、能量效率、安裝成本、額定功率放電能力、安裝場地要求、維護要求等多因素綜合考慮,鈉硫電池的總體特性最適合大規模儲能系統使用。


    鈉硫電池用于儲能具有獨到的優點,主要體今朝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。鈉硫電池有幾個優勢:一個是比能量高。其理論比能量為760Wh/Kg,實際已大于150Wh/Kg,是鉛酸蓄電池的3-4倍。另一個是可大電流、高功率放電,瞬時可放出其3倍的固有能量;再一個是充放電效率高。


    鈉硫電池的缺點則是其工作溫度在300-350℃之間,所以,電池工作時需要加熱保溫。目前的處理方法是采用高性能的真空絕熱保溫技術。由于鈉硫電池具有高能電池的一系列誘人特點,所以很多國家起初就想將其發展成電動車的動力電池,也曾取得了一些成果,但是鈉硫電池在移動場合下使用條件比較苛刻,受空間及安全性方面的局限而停滯。


    鋰離子電池:


    鋰離子電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰電池。鋰電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰電池。由于其自身的高技術要求限制,今朝惟有少數幾個國家的公司在加工這種鋰金屬電池。


    鋰離子電池的用途


    鋰離子電池用途很廣泛,且貼近生活。容量型鋰離子電池用途:太陽能路燈、UPS后備電源、移動電源、筆記本手機電池、照明系統、儲能系統、醫療設備、金融設備。智能家居等。


    動力鋰離子電池用途:電動車、助力車、電動工具、電子煙、航模等。


    鋰離子電池的特點


    1、能量比較高、使用壽命長。


    2、額定電壓高能承受高功率。


    3、自放電率低、重量輕、適應高低溫環境。


    4、綠色環保,不論加工、使用和報廢,都不含有、也不萌生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。


    5、加工基本不消耗水,對缺水的我國來說,十分有利。


    鋰離子電池具有無記憶性、容量大(能量密度高)、循環壽命長(300-2000)、無污染(高低溫適應性強)、自放電率低,無記憶效應、電壓平臺高、高低溫適應性強等特點。


    鋰離子電池和鈉電池的主要區別


    1、電池內部電荷載體的不同,鋰離子電池是通過鋰離子在正負極之間移動、轉換實現充放電的,而鈉離子電池則是由鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移的,其實二者的工作原理是相同的。


    2、兩者離子半徑不同,這半徑差別導致鈉離子電池的性能遠遠不及鋰電池;鋰離子的負極可以使石墨,但是鈉離子幾乎不能再石墨中脫嵌/嵌入,容量很小;其他碳材料經過解決最多可以達到差不多300多毫安時;離子在正極中的容量很小,惟有一百多毫安時;鈉離子在正負極中嵌入/脫嵌阻力很大,源于半徑大;可逆性差,不可逆容量損失大。


    總結:以上就是鋰離子電池和鈉電池的主要區別。鋰硫電池是極具使用前景的下一代高比能金屬鋰二次電池,其理論能量比高出現有鋰電池4至5倍。與鋰離子電池相比,鈉電池的優點在于其成本較低,使用主要面向大規模固定式儲能。高比能鈉二次電池的開發,可以與鋰二次電池實現優點互補,共同推動能源交通業的發展。

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