安全壽命成本 鈉硫電池五大關(guān)鍵問題
問題一：安全問題
“安全問題更準(zhǔn)確地說應(yīng)該是運(yùn)行可靠性的問題?！?/p>
質(zhì)疑：鈉硫電池的運(yùn)行溫度在300～350℃之間，如果陶瓷電介質(zhì)一旦破損形成短路，高溫的液態(tài)鈉和硫就會(huì)直接接觸，發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生2000℃的高溫，相當(dāng)危險(xiǎn)。
溫兆銀：NGK公司從1992年示范運(yùn)行至今，在日本已經(jīng)運(yùn)行了100多座鈉硫電池儲(chǔ)能電站，18年期間只發(fā)生過一次起火事故，并在消防隊(duì)到達(dá)之前自行熄滅，被評(píng)定為輕微事故。
從鈉硫電池實(shí)現(xiàn)商用之后，日本媒體進(jìn)行了大量的宣傳報(bào)道，希望改變公眾的觀念，接受鈉硫電池。
事實(shí)上，任何儲(chǔ)能系統(tǒng)都是能量聚集系統(tǒng)，都存在安全隱患。由于采用陶瓷做固體隔膜，沒有氣體存在，因此不會(huì)爆炸。跟某些其他電池比起來，鈉硫電池事故率很低。
鈉和硫一旦直接接觸，存在安全隱患，因此我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取了很多安全措施，層層設(shè)防，保證即使陶瓷損害也不會(huì)簡單接觸、即使電池?fù)p壞也不會(huì)簡單外溢。
硅酸鹽所的鈉硫電池目前沒有發(fā)生過安全事故，正在進(jìn)行長期運(yùn)行的可靠性驗(yàn)證。
問題二：壽命問題
“一旦使用實(shí)用化材料和部件，產(chǎn)品壽命能達(dá)到10年。”
質(zhì)疑：壽命短影響其性價(jià)比，難以商用。
溫兆銀：鈉硫電池和其他電池不同，沒有任何副反應(yīng)，活性物質(zhì)可以被可逆的利用而不被損耗。由于金屬零部件在硫以及硫化物介質(zhì)中高溫下長時(shí)間工作會(huì)有腐蝕，影響其壽命，所以鈉硫電池的金屬部件都采用了特殊的防腐蝕措施進(jìn)行保護(hù)。
硅酸鹽所目前實(shí)驗(yàn)的鈉硫電池的壽命期望值是8年，初期的退化衰減水平基本和日本相近。一旦到產(chǎn)業(yè)化階段，材料與電池的一致性得到解決，電池壽命可達(dá)到10年以上，目前日本產(chǎn)品的水平是15年左右。
問題三：溫度問題
“模塊具有很好的保溫功能，能維持一段時(shí)間的低功率運(yùn)行。”
質(zhì)疑：鈉硫電池在300℃才能啟動(dòng)，存在保溫耗能的問題，啟動(dòng)時(shí)間長在一定程度上限制了其應(yīng)用。
曹佳弟：鈉硫電池在充電時(shí)吸收能量，需要額外的電能加熱，在放電的同時(shí)放熱，足以維持運(yùn)行所需的溫度。
同時(shí)，硅酸鹽所研發(fā)的電池模塊具有很好的保溫功能，在沒有供電加熱的情況下也能長時(shí)間保溫。目前NGK公司的產(chǎn)品從運(yùn)行溫度冷卻到室溫大約需要半個(gè)月時(shí)間，在斷電后的一個(gè)星期還能維持低功率運(yùn)行。
問題四：廢電池處置問題
“日本已經(jīng)形成一套相當(dāng)成熟的回收技術(shù)?！?/p>
質(zhì)疑：損壞的電池難以處置，這也是鈉硫電池的軟肋之一。
劉宇：鈉硫電池跟其他電池不一樣，是可拆分電池，因此原理上說回收再利用率會(huì)較高——陶瓷部件和鈉、硫不相容，使用后可以完全分離，單獨(dú)再回收;鈉和硫部分的化合物可以可逆地分解形成鈉和硫;其他的金屬部件也可以回收再利用。
日本目前已形成一套相當(dāng)成熟的回收技術(shù)和工序。而硅酸鹽所目前也已初步形成一套清潔的回收技術(shù)工藝，在一些保護(hù)介質(zhì)里進(jìn)行拆分，鈉、硫及金屬都可以被回收甚至再利用。
不過，我國的鈉硫電池如何真正高效回收再利用還需要再進(jìn)行研究。
問題五：成本問題
“我們的價(jià)格不會(huì)比日本高?！?/p>
質(zhì)疑：國產(chǎn)鈉硫電池成本能否降低達(dá)到商用水平？
溫兆銀：目前在各種大容量儲(chǔ)能電池中，除了性能低的鉛酸電池，鈉硫電池是最便宜的。根據(jù)日本的數(shù)據(jù)，鋰離子電池的價(jià)格是鈉硫電池的3倍。液流電池也比鈉硫電池貴，因此鈉硫電池的成本比較有優(yōu)勢。
而且由于鈉、硫和陶瓷的原材料自然界儲(chǔ)量豐富、成本較低，同時(shí)鈉和硫都沒有特殊用途，影響其價(jià)格波動(dòng)的潛在因素比較少。
中國還沒做到大規(guī)模應(yīng)用，因此價(jià)格難以確定。未來成本下降的空間主要取決于產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和制造技術(shù)。
目前NGK產(chǎn)品的價(jià)格在2000~2500元/千瓦時(shí)。我們的價(jià)格不會(huì)比國外高。
我國實(shí)現(xiàn)鈉硫電池規(guī)模化應(yīng)用的主要問題是成本和電池穩(wěn)定性，通過產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)和深入的研發(fā)以及政府的政策鼓勵(lì)和支持，有望使鈉硫電池儲(chǔ)能技術(shù)在我國盡快進(jìn)入實(shí)用階段。