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18世纪工业革命的兴起，让化石燃料占据了人类经济活动的前端，但由于其带来的污染及不可再生性，人们开始将着眼点放在新能源的开发与利用上。
在如今的21世纪，能源问题仍旧不可避免且刻不容缓。
而能源的存储（简称储能），作为连接能量供给与消费的重要环节，在整个能源互联网中起着重要的作用。
不知道大家有没有想过这样一个问题：发电站在持续不断地发电，但我们的用电需求却有高有低。
那在用电低谷时，会出现发电量大于用电量而导致电能浪费的情况吗？
其实在正常情况下，电网系统自身是具备自我调节的能力的，可以最大程度上平衡发电量和用电量。
但如果出现了发电量远超用电量，无法通过自我调节来实现均衡的情况，就要借助储能系统将多余的电量储存起来。
在诸多的储能方式中，有一颗冉冉升起的新星，这种储能方式所基于的元素，也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一……
没错，它就是钠离子电池储能系统2021年6月28日，中科院物理所与中科海钠在山西太原综改区联合推出了全球首套1MWh钠离子电池储能系统，并成功投入运行。
1MWh钠离子电池储能系统该系统以自主研发的钠离子电池为储能主体，结合市电、光伏和充电设施构成一个微网系统，能够实现自我控制、保护和管理；具有灵活的运行模式和调度管理性能，既能并入大电网运行，又能独立孤岛运行；联网模式下与大电网一起分担用户的供电需求，孤岛模式下保证用户尤其是重要用户的正常用电。
此次钠离子电池储能系统的成功研制，标志着我国在钠离子电池技术及其产业化水平走在了世界前列，同时意味着钠离子电池即将步入商业化应用新阶段。
钠离子电池作为一种新型二次电池（可充电电池），近些年的发展势头可以用“迅猛”一词来形容。
为何要大力研发钠离子电池并努力做到产业化？
这背后的原因和意义究竟是什么？
这还得从钠离子电池本身开始说起……
钠离子电池的诞生早在1870年，法国著名小说家儒勒·凡尔纳就在其科幻小说《海底两万里》中描述了他心目中的钠电池。
“将钠与汞混合形成一种合金（钠汞齐），代替本生电池（一种锌碳原电池）中所需要的锌。
汞可以永久保持，而不断消耗的钠则可以从大海里源源不断地提取……
”直到1968年，才出现了能在高温下运作、使用金属钠作负极，单质硫作正极的高温钠硫电池。
由于工作温度高，可应用的范围就非常受限，所以为了降低其工作温度，拓展其应用领域，科学家们可谓煞费苦心。
1979年，“摇椅式电池”的概念被提出。
何为摇椅式电池？
指的是电极材料中的离子可以在电压的驱动下于正负极间来回迁移，就像摇椅可以前后摇晃一样。
“摇椅”模型示意图自此，钠离子电池的雏形开始显现，并逐渐发展成今天的模样。
钠离子电池的工作原理和锂离子电池一样，钠离子电池的主要结构也包括正极、负极、电解质、隔膜、集流体等，只是电池内传导的不再是锂离子，而是钠离子。
正负极被电解质浸润以保证离子导通，隔膜用以将正负极隔开防止内短路，集流体则起收集和传导电子的作用。
钠离子电池结构示意图充电时，钠离子从正极脱出，经电解质嵌入负极，电子经外电路由正极向负极迁移，实现能量的存储。
放电过程与充电过程相反，实现能量的输出。
正常情况下，钠离子在正负极材料的嵌入脱出不会破坏材料的晶体结构，使得反应高度可逆，从而保证电池可以反复使用。
钠离子电池的优势01钠资源储量丰富相比锂资源的稀缺与分布不均，钠资源可谓储量丰富且分布广泛。
如果对比一下锂元素和钠元素在地壳里的丰富度……
嗯，一目了然这就使得钠离子电池的制造成本更低、且无发展瓶颈。
02更廉价的电极材料在锂离子电池的许多材料中，Ni和Co是不可或缺的元素，但这却都是贵金属。
而钠离子电池却不一样。
近些年来，中科院物理
来源：cpsjournals 中国物理学会期刊网
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjYwNzM1Ng==&mid=2651664352&idx=2&sn=17aec2a49aaf075e237b969fbf36a153
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