大連化物所開發出100kWh級磷酸鹽基鈉離子電池儲能系統并實現并網運行

近日，中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒、鄭瓊團隊開發出100 kWh級磷酸鹽基鈉離子電池儲能系統，并在山東濱州臨港化工產業園區實現并網運行。

該系統由1000余只36 Ah方殼電芯集成的28個模組，以及配套的電力控制模塊組成。經現場測試，在290 A恒流條件下，該系統放電能量為120.6 kWh，直流側能量轉化效率超過95%。該系統部署在濱化集團碳三碳四綜合利用項目中，與充電樁共同構成了“光-儲-充”體系，在白天光伏大發時段可將余電儲存，晚間用電高峰時段釋放，避免因電網消納能力不足導致的棄光，實現削峰填谷，降低用電成本。

鈉離子電池具有資源豐富、自主可控、成本低廉等優勢，可有力支撐儲能技術可持續發展，保障我國能源安全。磷酸鹽基鈉離子電池具有高功率、高穩定和安全性優勢，是適用于儲能應用的優選體系之一。但是其產業化還面臨著比能量偏低、穩定性較差等挑戰。

針對此，團隊聚焦磷酸鹽基鈉離子電池存在的關鍵科學與技術問題開展系統研究，開發出具有高電荷傳導能力的磷酸鹽正極晶胞結構基元和電極結構設計方法，提出了納米尺寸效應調控儲鈉動力學的碳負極設計理論，建立了極性基團優先吸附反應構筑穩定界面的高壓電解液設計策略。

在此基礎上，團隊結合單一定向成相、反應熱控制等技術，實現了高純度正負極材料的放大制備，設計開發出高比容量磷酸鹽正極和高功率硬碳負極材料。團隊基于自制的正負極材料和電解液，集成出5 Ah至36 Ah級軟包和方殼電芯，比能量為100 Wh/kg至150 Wh/kg，2?C可穩定運行超過7500次，并通過100% SOC針刺、外短路、過充等安全項目測試和-40 ℃至80 ℃寬溫域可逆高效充放電，表現出優異的安全性和寬溫域適應性。

100 kWh級鈉離子電池系統示范實施驗證了團隊從電極材料、電解液、電芯到系統集成各個環節的技術可靠性，為鈉離子電池技術發展與推廣應用提供了典型案例和經驗積累。

相關工作得到中國科學院戰略性先導科技專項和遼寧省重大科技專項等的支持。