钠离子电池

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钠离子电池

钠离子电池，可在低于100℃的温度下工作





实证试验中的电池模块

住友电气工业与京都大学能源科学研究科的萩原研究室,共同开发出了可在低于１00℃的中低温下工作的钠（Ｎａ)离子充电电池。目前已在住友电工的大阪制作所，将4台9kＷh的电池模块(36ｋWh)连接到该所内的电力系统上进行实证试验。 ﻫ 住友电工本来一直在从事蓄电用大型钒系氧化还原液流电池(Redox Ｆlow Bａttery)、镍氢充电电池用多孔集电体以及锂离子充电电池极耳(Taｂ Leａd)等电池部件业务。其中,面向电动汽车和定置用蓄电系统的充电电池市场逐渐扩大，作为在锂（Li）等资源方面可能会受到制约的锂离子充电电池的替代品,住友电工开发出了钠离子充电电池.

此次开发的钠离子充电电池，在正负极的活性物质中采用了资源丰富的钠，而且负极的集电体可以采用Al箔而非Cu箔，与锂离子充电电池相比可以减低成本。住友电工全面进行量产的话，那么“将有可能实现每1kWh约２万日元的成本"(住友电工电子材料研究所金属无机材料技术研究部电气化学小组组长稻泽信二）. ﻫ以前需要在3００℃的温度下工作 ﻫ 采用钠的充电电池目前有日本碍子(NGK)已实现商用化的NＡS（硫磺钠)电池和瑞士MEＳ-DＥＡ公司的钠镍氯化物充电电池。不过，这些电池组合使用了熔融状态的钠以及陶瓷固体电解质,因此要想使电池进行工作，就需要将温度提高至300℃。

而此次开发的电池,其特点是只用混有双(氟磺酰)亚胺钠(NaFＳＡ)和双(氟磺酰）亚胺钾(ＫFSA)的熔融盐来构成电解液(图１)。电解液的熔点只有57℃，因此电池能在57~1９0℃的温度范围内工作。住友电工的稻泽表示,实际此次是在“70～８0℃的温度下工作的”。

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钠离子电池



图1:融点为57 ℃的熔融盐ﻫ采用融点为1０6℃的ＮaFSA和融点为96 ℃的KFＳＡ按照1比1比例进行混合得到的熔融盐,融点降至57℃。

ﻫ

正极材料采用的是亚铬酸钠（ＮaCrO2）,负极材料采用的是钠合金。试制单元的容量为250Wｈ,能量密度为167Ｗｈ/kｇ(2９0Wh／L)。电池单元可在3。5~2。5V的范围内进行充放电,放电电压平均为3。0V（图2).与锂离子充电电池相比,虽然平均电压下降，但循环特性与锂离子充电电池基本相同。 ﻫ



图2：可确保与锂离子充电电池同等的性能

此次开发的钠离子充电电池,虽然电压较低,但却表现出了与锂离子充电电池同等的性能(a)。循环特性也与锂离子充电电池同等，100次循环后仍可确保80％以上的容量维持率（b)。



ﻫ具有出色的热稳定性

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