钠硫电池：技术性能与应用探究

钠硫电池最早发明于20世纪60年代中期，早期的研究主要针对电动汽车的应用目标，美国的福特、日本的YUESA、英国的BBC以及铁路实验室、德国的ABB、美国的Mink等公司等先后组装了钠硫电池电动汽车，并进行了长期的路试，但长期的研究发现，钠硫电池作为储能系统更具有优势，而用作电动汽车或者其他移动电源时，不能显示其优越性，且早期的研究并没有完全解决钠硫电池的安全可靠性问题，因此钠硫电池在车用电源方面的应用最终被人们放弃。钠硫电池高的比功率和比容量、低原料成本和制造成本、温度稳定性以及无自放电等方面的突出优势，使得钠硫电池成为目前最具市场活力和应用前景的储能系统。

日本的NGK公司是国际上钠硫储能系统研制、发展和应用的标志性机构。20世纪80年代中期，NGK公司开始与日本东京电力公司合作开发储能钠硫电池，1992年第一个钠硫电池储能系统开始在日本示范运行，至2002年有超过50座钠硫电池储能站在日本示范运行。2002年NGK公司开始了钠硫电池的商业化生产和供应。2002年9月在美国电力公司（AEP）主持下，由NGK公司提供的钠硫电池储能站在美国示范运行。2003年4月开始，NGK公司开始了储能钠硫电池的大规模商业化生产，产量达到30MW，2004年达到65MW。2004年7月容量为9.6MW/57.6MW·h钠硫电池储能站在日本正式投入运行，设计中最大钠硫电池储能站的功率达到20MW，同年美国哥伦比亚空军基地安装容量为12MW/120MW·h钠硫电池储能装置充当备用电源。目前NGK公司已有100余座钠硫电池储能站在全球运行。(www.xing528.com)

国内钠硫电池的研究始于20世纪60年代末，在初期其发展几乎与国外先进水平同步，研究单位也很多，在随后的20余年中，国内钠硫电池的研究仅局限于电动车动力用蓄电池。2006年8月，上海市电力公司与上海硅酸盐研究所合作开展了钠硫单体电池的攻关项目，于2007年1月试制成功大容量650Ah的钠硫单体电池，使我国成为继日本之后世界上第二个掌握大容量钠硫单体电池核心技术的国家。上海市电力公司和上海硅酸盐所于2007年8月投资共建了“上海钠硫电池研制基地”，从事大容量城网储能系统模块、电网接入系统和储能系统的研制，研制基地目前承担了国家科技支撑、上海市科委重大项目以及国家电网、中国科学院的钠硫储能系统科研项目。2009年2月贯通了钠硫储能系统中试线，形成了年产2MW钠硫储能系统的生产能力；已成功研制了功率为100kW的子模块并稳定运行；2010年上海世博会已展示100kW级的钠硫电池储能系统。计划在未来几年形成几十兆瓦的生产能力。