高性能低温钠硫储能电池相关材料的基础研究

钠硫电池是目前最佳的储能电池之一，但高的运行温度以及由此造成的安全性问题始终制约着其推广应用。本项目将以钠硫电池的关键材料固体电解质为突破口，探索新的低温固体电解质材料和低阻抗电解质膜的制备技术，使钠硫电池的运行低温化（200-250oC）。首次提出纳米晶化和微晶化的钠离子固体电解质、微晶化玻璃密封剂、一体化电池密封技术、膜化的电池设计与制备、电极支撑型电池设计与制备技术。通过有限元设计建立电池系统的温场和应力场模型，并通过热力学和动力学模型的建立指导电池材料、部件连接以及各种电池界面的设计与优化，建立电池和材料的失效模型。探索电解质中微观与宏观缺陷的形成及其对电解质电学、热学和力学性能、电场和应力场分布的影响、界面缺陷对电解质/电极的润湿特性、离子/电子的电化学交换反应和电池性能的影响。本项目的实施将丰富无机非金属材料、功能陶瓷的制备科学，为高安全性、高性能钠硫电池的实际应用奠定基础。