钠基液态金属电池(Na-LMB),是以金属钠为负极活性材料的液态金属电池体系。液态金属电池(LMB)是一种基于液态金属电极与熔盐电解质的大规模电化学储能技术。
钠基液态金属电池的基本结构由三层自分离的液态组成:低密度液态金属钠Na作为负极,中密度熔融盐作为电解质(包括NaCl、NaF、NaI等,也可加入LiCl、KCl等其他碱金属卤化物形成混合熔盐),高密度液态金属例如锑Sb、铋Bi、锡Sn等作为正极。由于密度差异和相互不混溶特性,三种液相在工作温度条件下自动分层。
钠资源储量丰富,地壳丰度约2.3%,居第六位。与锂相比,钠元素易得、成本低廉,在大规模储能领域具有显著的资源禀赋优势。钠基液态金属电池主要定位于大规模电网级储能应用,适用于风能、太阳能等间歇性可再生能源的并网消纳,其高离子电导率和快速充放电特性特别适合电网级调峰、调频等场景。
在我国,2022年,华中科技大学科学家开发出钠基液态金属电池技术,以Na为负极,采用LiCl-NaCl-KCl混合阳离子熔盐电解质,构建双活性Bi9Sb合金正极,基于以上电解质和电极组装出10Ah级电池,该电池可以97%左右的库伦效率稳定运行700多圈,容量利用率达80%,自放电电流密度0.37mA cm-2。
武汉吉兆储能科技有限公司是我国液态金属电池代表性布局厂商。吉兆储能与华中科技大学共建联合研究中心,在武汉市新能源研究院建成了液态金属电池研发平台;首席科学家为华中科技大学蒋凯教授,蒋凯教授团队先后开发了锂-锑-锡体系、锂-锑体系、锂-碲-锡体系以及钠基液态金属电池等新体系;吉兆储能于2024年10月建成国内首条液态金属电池10MWh中试产线,于2025年12月完成数千万元天使+轮融资。
新思界
行业分析人士表示,钠基液态金属电池凭借钠资源丰富、成本低廉、本质安全、循环寿命长等优势,在大规模电网储能领域具备广阔应用前景。随着风电、光电等可再生能源装机规模持续扩张,电网对长时储能的需求日益迫切,新型长时储能技术的缺口持续显现,为钠基液态金属电池发展带来强劲市场牵引。
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