水系钠离子电池：不燃不爆安全性高

近日，国内首套新型水系钠离子电池组在安徽省淮南市220千伏辛东变电站内成功并网试运行，标志着水系钠离子电池研发迈入实用化新阶段。该产品由国网安徽省电力有限公司淮南供电公司（以下简称“淮南供电公司”）牵头主导，复旦大学、中国科学技术大学、江苏理工学院共同参与研发。

国内首套新型水系钠离子电池组

“水系钠离子电池具有安全性高、绿色环保和成本低等优势，是传统铅酸蓄电池的理想替代品，未来应用场景十分广阔。”3月26日，淮南供电公司总经理戴忠表示。

比较优势明显

在国家能源局新型储能示范项目水系离子电池联合实验室内，几位工人正紧张有序地生产新型水系钠离子电池。“这里是我们的中试基地，每天小批量生产大约100块电池。”联合实验室技术负责人、江苏理工学院副教授毛武涛说。

毛武涛介绍，相较于目前在变电站内广泛使用的铅酸蓄电池，水系钠离子电池具有不燃不爆、绿色无污染、使用寿命长、无需通过充放电保持电池活性等显著优势。

“水系钠离子电池的电解质是水，由钠离子在正负极之间来回移动，从而完成充放电。即使火烧、刺穿、水洗，都不会发生自燃自爆事故，解决了锂离子电池最受关注的安全问题。”毛武涛说。

此外，相比于铅酸电池，水系钠离子电池更省钱。“两者的装机成本基本一致，但是水系钠离子电池的使用寿命是10—15年，而铅酸电池每3年需要更换，且采购成本和人工成本较高。”毛武涛说。

2024年1月，由淮南供电公司牵头建设的“安徽省淮南市山南高新区水系钠离子电池储能示范项目”被国家能源局纳入新型储能试点示范项目之一。立项后，淮南供电公司联合相关高校建立了水系离子电池联合实验室。经过小试、中试，水系钠离子电池实现批量化产出，且性能稳定。

应用领域广阔

3月25日，在淮南市220千伏辛东变电站，了解了新型水系钠离子电池组的运行情况。

“电池组由3组128只电池单元并联形成，总容量达66千瓦时。在变电站内交流供电系统异常时，它将为保护装置提供不间断后备电源供应。”淮南供电公司变电检修中心自动化一班副班长蒋旭说。

蒋旭介绍，配套设计的新一代电池监测系统和直流充电系统，可实现电池组浮充和均充的自动投入，以及电压、温度、内阻、容量的采集监测和数据传输报警等功能。

戴忠介绍，水系钠离子电池除了可以替代变电站的传统铅酸蓄电池，还有多种应用场景。一是可在光伏渗透率较高的台区搭建分布式储能系统，保障供电安全；二是可在普通居民用户家中试点多场景户用储能，探索配网侧移峰填谷；三是可以作为低速电动自行车的电池，解决充电时易燃易爆问题，保障使用安全等；四是可以用于大规模集中式储能，解决安全风险问题。

“下一步，我们将持续跟踪测试电池组在变电站内应用情况，定期对监测数据进行分析，为后续电池改进迭代、技术标准制定提供数据支撑，为推广积累经验。同时，我们将依托示范项目，不断丰富水系钠离子储能的应用场景，加速推进大规模储能应用进程。”戴忠表示。

来源｜科技日报