大连化物所开发出100kWh级磷酸盐基钠离子电池储能系统并实现并网运行

　　近日，中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、郑琼团队开发出100 kWh级磷酸盐基钠离子电池储能系统，并在山东滨州临港化工产业园区实现并网运行。
 

　　该系统由1000余只36 Ah方壳电芯集成的28个模组，以及配套的电力控制模块组成。经现场测试，在290 A恒流条件下，该系统放电能量为120.6 kWh，直流侧能量转化效率超过95%。该系统部署在滨化集团碳三碳四综合利用项目中，与充电桩共同构成了“光-储-充”体系，在白天光伏大发时段可将余电储存，晚间用电高峰时段释放，避免因电网消纳能力不足导致的弃光，实现削峰填谷，降低用电成本。
 

　　钠离子电池具有资源丰富、自主可控、成本低廉等优势，可有力支撑储能技术可持续发展，保障我国能源安全。磷酸盐基钠离子电池具有高功率、高稳定和安全性优势，是适用于储能应用的优选体系之一。但是其产业化还面临着比能量偏低、稳定性较差等挑战。
 

　　针对此，团队聚焦磷酸盐基钠离子电池存在的关键科学与技术问题开展系统研究，开发出具有高电荷传导能力的磷酸盐正极晶胞结构基元和电极结构设计方法，提出了纳米尺寸效应调控储钠动力学的碳负极设计理论，建立了极性基团优先吸附反应构筑稳定界面的高压电解液设计策略。
 

　　在此基础上，团队结合单一定向成相、反应热控制等技术，实现了高纯度正负极材料的放大制备，设计开发出高比容量磷酸盐正极和高功率硬碳负极材料。团队基于自制的正负极材料和电解液，集成出5 Ah至36 Ah级软包和方壳电芯，比能量为100 Wh/kg至150 Wh/kg，2 C可稳定运行超过7500次，并通过100% SOC针刺、外短路、过充等安全项目测试和-40 ℃至80 ℃宽温域可逆高效充放电，表现出优异的安全性和宽温域适应性。
 

　　100 kWh级钠离子电池系统示范实施验证了团队从电极材料、电解液、电芯到系统集成各个环节的技术可靠性，为钠离子电池技术发展与推广应用提供了典型案例和经验积累。
 

　　相关工作得到中国科学院战略性先导科技专项和辽宁省重大科技专项等的支持。