水系钠离子储能技术

中国科学院理化技术研究所   国家工程塑料研究中心

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项目简介

本项目通过攻克高性能电极材料批量制备技术、拓宽电池工作温度和工作电压区间的技术、全电池体系的构筑技术,最终实现整体性能达到铅酸替代水平以上,完成水系钠离子电池中试规模器件制备,水系钠离子二次电池器件比能量≥30 Wh/kg,水系钠离子二次电池循环寿命≥5000次。水系钠与有机锂电池相比,具有以下几方面优势:正极材料前驱体普鲁士蓝价格远低于锂电用钴源;盐水溶液作为电解液,污染小且成本远低于现有有机锂电解液;钠离子来源广泛、成本极低,丰度/国内总储量远高于锂源;选用的框架结构不会被充放电过程所破坏,大倍率循环可达10000次; 因此,水系钠电池与锂电池相比,在安全性、使用寿命、原料成本方面具有潜在优势。

应用领域

目前动力电池与储能电池发展迅速,动力电池对于功率密度和能量要求较高,而绝大多数储能装置无需移动,因此储能电池对于能量密度并没有直接的要求,而储能电站的规模基本上都是兆瓦甚至百兆瓦的级别,因此安全性要求极高。目前有且仅有有机锂离子电池可选,有机体系安全性不能满足储能要求且单位能量成本高。而水体系钠离子储能电池从根源上解决安全问题,本身不燃,同时保护电池隔膜不被点燃,公认为下一代电化学储能模组解决方案。在高安全要求的储能应用领域中具有不可替代性。

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