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德澳合作研发并量产固定式“固态”钠电池

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摘   要:澳大利亚的大型高纯度氧化铝公司Altech Chemicals和德国的弗劳恩霍夫陶瓷技术和系统研究所(IKTS)宣布,将向市场推出固定式电池“Cerenergy”,并将在德国建设量产工厂。本文主要介绍了该电池的相关技术概况。

关键字:固定式固态钠电池、Cerenergy、钠氯化镍电池、β-氧化铝、陶瓷电解质、钠硫电池、熔融钠

 

 

澳大利亚的大型高纯度氧化铝公司Altech Chemicals和德国的弗劳恩霍夫陶瓷技术和系统研究所(IKTS)于澳大利亚时间2022年9月14日宣布,将把固定式固态蓄电池“Cerenergy”(图1)推向市场。该电池的特点在于,与现有的锂(Li)二次电池(LIB)相比,它的寿命更长,对材料供应的顾虑更少,材料的耐热性更高。

 

图1.png

图1 Cerenergy的模块

标准模块容量为10kWh

 

据悉,Altech Chemicals公司能源相关的德国子公司Altech Energy Holdings和IKTS将在德国合资成立Altech Batteries公司,并计划在德国的德累斯顿附近建设一个年产能达100MWh的量产工厂。在出资比例方面,Altech Energy占75%,IKTS占25%。

 

负极上沉积熔融钠

 

Cerenergy是IKTS开发的“钠氯化镍电池(Sodium Nickel Chloride Battery)”的产品名称。Altech Chemicals也将其称为“钠氧化铝固态(Sodium Alumina Solid state:SAS)电池”。

 

顾名思义,充电前,正极侧材料为盐(NaCl)和作为活性材料的颗粒状金属镍(Ni),并且将β-氧化铝(一般为Na2O-11Al2O3)用于陶瓷电解质,起到隔膜的作用(图2)。充电前,负极侧没有活性材料,所有材料都是固体。

 

图2.png

图2 使用β-氧化铝的固体电解质(隔膜)

似乎是通过溶胶-凝胶法制造的。

 

充电时的反应为2NaCl+Ni→NiCl2+2Na。为了将电池的温度保持在270~350摄氏度之间,在负极上沉积了熔融金属钠(图3)。在初次充电之前或完全放电之后,负极侧没有负极活性材料的电池成为了最近的趋势,它们通常也被称为“无负极”电池。

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