国内首套新型水系钠离子电池组并网试运行
3月19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。 “水系钠离子电池依靠高安全性、绿色环保和低成本等优势，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在接受科技日报记者采访时说。 水系钠离子电池优势明显 走进国家能源局新型储能示范项目水系离子电池联合实验室（以下简称联合实验室），几位工人正在紧张有序地生产新型水系钠离子电池。 “我们目前属于中试阶段，每天产能在100块电池左右。”联合实验室技术负责人、江苏理工学院副教授毛武涛对记者说。 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、无须通过充放电保持电池活性等显著优势。 “与传统电池相比，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，相比铅酸电池来说，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“水系钠离子电池储能示范项目”成为国家级新型储能示范项目之一。 立项后，淮南供电公司联合相关高校建立了联合实验室。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。 然而研发过程并非一帆风顺。“为什么水系电池难做，最重要的原因是电池金属遇到水会生锈，而在通电后生锈速度会加快，生锈的电池无法正常工作。”毛武涛说，在解决金属生锈问题中，研发人员采取了在电解液里加入一些添加剂，并在金属表面做特殊处理的方法，确保电解液里的pH值在通电后保持稳定，最终解决了金属生锈难题。 有望走向广阔应用领域 3月25日下午，记者来到淮南市220千伏辛东变电站内，见到了此次并网试运行的新型水系钠离子电池组。 “电池组由3组128只电池单元并联形成，总容量达66千瓦时，将在变电站内交流供电系统异常时，为保护装置提供不间断后备电源供应。”淮南供电公司高电检修中心自动化一班副班长蒋旭对记者说。 蒋旭介绍，通过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。 戴忠告诉记者，水系钠离子电池的电解液是水，所以不会燃烧很安全；这种电池也没有固废处理环节，绿色环保，利于回收。此外，它的价格还更加便宜。因此，未来的应用场景广阔。 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之外，还有以下几方面应用场景。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；四是可以作为大规模集中式储能，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，为实用化推广做好经验积累。同时，我们依托水系钠离子储能电站示范项目，不断丰富水系钠离子储能的应用场景，加速推进水系钠离子电池的大规模储能应用进程。”戴忠表示。
2024-01-10
3月19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。
“水系钠离子电池依靠高安全性、绿色环保和低成本等优势，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在接受科技日报记者采访时说。
水系钠离子电池优势明显
走进国家能源局新型储能示范项目水系离子电池联合实验室（以下简称联合实验室），几位工人正在紧张有序地生产新型水系钠离子电池。
“我们目前属于中试阶段，每天产能在100块电池左右。”联合实验室技术负责人、江苏理工学院副教授毛武涛对记者说。
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、无须通过充放电保持电池活性等显著优势。
“与传统电池相比，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，相比铅酸电池来说，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“水系钠离子电池储能示范项目”成为国家级新型储能示范项目之一。
立项后，淮南供电公司联合相关高校建立了联合实验室。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。
然而研发过程并非一帆风顺。“为什么水系电池难做，最重要的原因是电池金属遇到水会生锈，而在通电后生锈速度会加快，生锈的电池无法正常工作。”毛武涛说，在解决金属生锈问题中，研发人员采取了在电解液里加入一些添加剂，并在金属表面做特殊处理的方法，确保电解液里的pH值在通电后保持稳定，最终解决了金属生锈难题。
有望走向广阔应用领域
3月25日下午，记者来到淮南市220千伏辛东变电站内，见到了此次并网试运行的新型水系钠离子电池组。
“电池组由3组128只电池单元并联形成，总容量达66千瓦时，将在变电站内交流供电系统异常时，为保护装置提供不间断后备电源供应。”淮南供电公司高电检修中心自动化一班副班长蒋旭对记者说。
蒋旭介绍，通过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。
戴忠告诉记者，水系钠离子电池的电解液是水，所以不会燃烧很安全；这种电池也没有固废处理环节，绿色环保，利于回收。此外，它的价格还更加便宜。因此，未来的应用场景广阔。
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之外，还有以下几方面应用场景。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；四是可以作为大规模集中式储能，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，为实用化推广做好经验积累。同时，我们依托水系钠离子储能电站示范项目，不断丰富水系钠离子储能的应用场景，加速推进水系钠离子电池的大规模储能应用进程。”戴忠表示。
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