鈉硫電池檢視原始碼討論檢視歷史
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鈉硫電池原圖鏈接來自 中國科學院 的圖片
鈉硫電池是一種由液體鈉(Na)和硫(S)組成的熔鹽電池。這類電池擁有高能量密度、高充/放電效率(89-92%)和長壽命周期,亦由廉價的材料製造。由於本電池操作溫度高達300至350°C,而且鈉多硫化物具有高度腐蝕性,它們主要用於定點能量儲存。電池愈大;效益愈高[1]。
構成
典型的電池在陽極和陰極之間有一個固體電解液膜,而液態金屬電池的陽極、陰極及隔離膜都是液體。
該電池通常是圓柱形。整個電池由一個由鉻和鉬保護鋼鐵內層的外殼密封[2]。此容器外部是正極,而液態鈉是負極。電池由氧化鋁蓋封頂。電池最重要的部分在於β-固體氧化鋁電解質膜,它能選擇性地讓Na+通過。在商業應用中電池被排列成方塊,方便裝在一個真空隔熱的盒中。
運作
在放電階段,熔化的鈉原子充當陽極,這意味着Na釋出電子到外部電路。鈉由β-固體氧化鋁電解質筒跟容器外的熔化硫分開,而容器則由惰性金屬製造,作為陰極。硫被碳制的海綿吸入儲存。電解質膜是一個良好的鈉離子導體,但亦是離域電子的絕緣體,並因此避免了自行排電。當鈉釋出一個電子,Na+離子移動到硫容器。電子驅動的電流通過熔化鈉到達接觸點,經過電負荷並回到盛着硫的容器。在這裡,另一粒電子和硫發生反應,形成Sn2−離子、鈉多硫化物的。放電過程可以如下表示:
2Na+4S→Na2S4(2伏特)
當電池放電時,鈉將會愈來愈少,充電時則愈來愈多。當電池正在運作時,充電和放電所產生的熱能通常都足以維持鈉和硫在液態,因此不需額外熱源。
安全
純鈉相當危險,因它會被快速氧化或與水反應,因此本電池必須遠離氧氣及水。 鈉硫電池
視頻
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參考文獻
- ↑ 鈉硫電池行業市場發展前景調研分析預測 ,搜狐,2020-05-26
- ↑ 鈉硫電池的發明及其內部結構,中國科學院,2011-05-11