由熔融金屬鈉（Na）、液態(tài)硫（S）和多硫化鈉熔鹽構成的熔鹽電池。

簡(jiǎn)史

鈉硫電池最早發(fā)明于20世紀60年代中期，早期研究主要集中于電動(dòng)汽車(chē)應用目標，如美國福特公司、日本YUASA等均先后組裝鈉硫電池電動(dòng)汽車(chē)，并進(jìn)行了長(cháng)期路試。后因鈉硫電池高比功率以及高比容量、低的原材料成本和制造成本、高溫度穩定性以及無(wú)自放電等優(yōu)勢，鈉硫電池的應用逐步偏向于儲能電池方面。日本NGK公司是鈉硫儲能電池研制發(fā)展的標志性機構。80年代中期，日本NGK公司與日本東京電力公司合作，并于1992年完成第一個(gè)鈉硫電池儲能系統。2002年NGK公司在美國進(jìn)行鈉硫電池儲能站示范運行。2003年NGK開(kāi)始鈉硫電池大規模商業(yè)化，產(chǎn)量達到30兆瓦。2004年7月，當時(shí)世界上最大的鈉硫電池儲能站（9.6兆瓦/57.6兆瓦·時(shí)）在日本正式投入運營(yíng)，電站商業(yè)化示范運行的能量效率高達80%。

特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)包括：①比能量高，理論值為760瓦·時(shí)/千克；②開(kāi)路電壓高，350℃為2.076伏；③充放電電流密度高，放電一般可達200～300毫安/厘米2，充電則減半；④充放電效率高，電流效率接近100%。鈉硫電池主要缺點(diǎn)就是對溫度的需求比較苛刻，一般工作溫度需要在300～350℃。

原理

在工作溫度下鈉硫電池放電時(shí)，鈉離子（Na+）穿過(guò)固體電解質(zhì)β-Al2O3并與S2-結合生成多硫化鈉產(chǎn)物，反應方程式如下：

?負極：

?正極：?

?電池總反應式：?

?其充電反應與放電過(guò)程相反。在鈉硫電池體系中，金屬鈉與硫之間發(fā)生反應能生成多種反應產(chǎn)物，即從Na2S到Na2S5的多硫化物。由于鈉與硫之間反應劇烈，因此兩種反應物之間必須用固體電解質(zhì)隔開(kāi)，同時(shí)又必須是鈉離子導體。所用電解質(zhì)材料為Na-β-氧化鋁，只有溫度在300℃以上時(shí)，Na-β-氧化鋁才具有良好的導電性。室溫下難以工作，主要是因為金屬鈉、硫以及多硫化物在室溫下均以固態(tài)形式存在時(shí)，導致電池的電阻率很大，電池中的離子無(wú)法進(jìn)行傳導。

應用

鈉硫電池廣泛應用于電力儲能中削峰填谷、應急電源、風(fēng)力發(fā)電等儲能方面，例如日本的八角島的一座400千瓦的鈉硫電池儲能系統與500千瓦的風(fēng)力發(fā)電系統配套，保證了風(fēng)力發(fā)電完全平穩的電力輸出。此外，鈉硫電池還可用于工業(yè)、電力、供水、商業(yè)、學(xué)校和醫院等各個(gè)領(lǐng)域和部門(mén)。