高性能钠硫储能电池

必要性及需求分析 能源和环境是人类跨入二十一世纪所面临的两个严峻的问题。发展节能、储能技术以及开发新型零排放的动力蓄电池替代传统燃油发动机，已经受到全球各国政府的广泛关注。采用Na-β-Al2O3陶瓷作为隔膜部件的高能量高放电电流密度电池（Na/S电池），同时具有高功率密度、长循环寿命、无自放电现象、100％的库仑效率以及其本身活性物质无毒无害等突出优点，是先进的高效和绿色环保能源, 作为能量存储用于削峰填谷以及纯电动/混合动力汽车电源，有难以匹敌的优势和广阔的应用前景。 钠硫电池运行在高温(270至350℃), 负极活性物质为熔融金属Na, 正极活性物质为熔融的单质S, 正负电极间采用固体电解质β-Al2O3，理论比能量为760Wh/kg, 电源电动势为2.076V。作为电池的隔膜，至今研究表明β-Al2O3陶瓷难以被其他材料代替。由于Na/S电池能否研发成功以及其性能好坏，完全决定于钠离子导体β-Al2O3固体电解质的获得及其性能优劣，因此高性能的β-Al2O3固体电解质的获得是制造该类电池的技术前提。实际上，高性能β-Al2O3固体电解质管的制备技术是制造该类高温电池的技术瓶颈。从电池结构的特点可以看出，高活性钠和高腐蚀性S及多硫化钠（放电产物）储存和密封也是必须解决的关键技术问题，否则它们会直接影响电池的寿命及安全性。 中科院固体物理研究所成功突破了制备β-Al2O3陶瓷技术，掌握了动态烧结技术和批量化静态烧结技术，达到国际先进水平。成功地进行了陶瓷玻璃封接、金属与陶瓷连接。目前正在组装商业化（工业化）电池，实现客户需求的电池组。 二、目标及主要任务 （1）目标 突破高