钠硫电池、钠-氯化镍电池(ZEBRA电池)和钠-空气电池等一类以金属钠作负极,通过钠离子在正负极之间传导和得失电子而实现电能和化学能转换的电池,统称为钠电池.本文综述了钠硫电池、ZEBRA电池和钠-空气电池等钠电池的研究和开发现状,包括各种钠电池的结构、工作原理和性能特性以及目前研发进展的介绍,它们面临的主要问题的分析,最后指出它们今后的发展趋势.
作者：胡英瑛，温兆银，芮琨，吴相伟
摘要：钠硫电池、钠-氯化镍电池(ZEBRA电池)和钠-空气电池等一类以金属钠作负极,通过钠离子在正负极之间传导和得失电子而实现电能和化学能转换的电池,统称为钠电池.本文综述了钠硫电池、ZEBRA电池和钠-空气电池等钠电池的研究和开发现状,包括各种钠电池的结构、工作原理和性能特性以及目前研发进展的介绍,它们面临的主要问题的分析,最后指出它们今后的发展趋势.
出版源《储能科学与技术》, 2013, 2(2):81-90
管式设计的制硫电池结构图
传统化石能源的短缺以及温室气体的排放成为
人类社会未来发展需要解决的最重要的问题之一。
能源多样化，尤其是风能、太阳能和海洋能等可再
生能源的有效利用逐渐为人们所关注。然而，这些
可再生能源发电受季节、气象、时间和地域条件的
影响具有明显的不连续、不稳定性。发电的出力波
动较大，可调节性差，结果导致发电机组安装后无
法并网，有的即使接上了网，也因为当地电网无法
消纳而被迫停机。随着可再生能源快速发展，电网
接入能力将面临巨大挑战。推进可再生能源发电技
术的普及应用，建立包括高效储能技术在内的智能
电网，提高对可再生能源发电的兼容量和能源利用
效率是解决我国能源安全、实现节能减排目标的重
要途径，是国民经济可持续发展的重大需求。
随着电动汽车和智能电网建设的加速推进，储
能技术的发展也成为目前全球最热点的研究领域之
一，储能电池是目前电动汽草和智能电网的主要瓶
颈技术。多国政府将大规模储能技术定位为支撑新
能源发展的战略性技术［！］。美国政府2009 年宣布将
出资34 亿美元启动美国“智能电网”项目建设，加
上民间配套投资，整个投资将达80 亿美元。2009
年11 月末，在美国能源部制定的关于智能电网资助
计划中，规模储能技术项目资金支持力度达1.85 亿美
元。我国政府高度重视储能技术的研究开发与实际应
用，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（
中温钠硫电池结构设计图
ZEBRA 电池结构及其基本电化学机制
钠-空气电池放电反应原理示意
