文 献 综 述

1、液态金属电池的研究背景

1.1 传统储能系统的缺陷

21世纪，随着可再生能源技术的快速发展，人们对低成本、长寿命、大规模储能装置的需求越来越迫切，现阶段的储能系统，分为机械、电气、电化学、化学和热储能五种。机械储能如抽水蓄能选址困难投资巨大，化学类储能较为环保却周期效率低下。使用面广且更为流行的是电化学储能，国际上热衷于研究锂电池，特别是锂硫电池，其理论比能量密度可达2600wh/kg。但它的缺陷也较为明显，价格较高，并且存在安全性问题。现有的电池技术较为成熟，但依然无法满足所有的要求，如高的耐用性，高功率，较低的成本等，于是，液态金属电池也就在这个时候重新得到了人们的重视。

自上世纪六十年代开始，由于低成本和长寿命，可充电液态熔盐电池的研究就得到了重视。发展到现在，Na-S液态金属电池（NAS）已经商业化应用。

1.2 液态金属电池的定义

液态金属电池，顾名思义，是由两种液态的金属作为正负极，中间由电解质隔开的一种电池。电池的正负极以及电解质互不相容且密度不同，利用这种液体间的密度差，电池被分成了三个液面，通过正负极之间的吉布斯自由能差使得电子产生定向移动。

液态金属电极的成分大致有以下的三个限制：

（1）液体的实际温度，即融化温度应小于1000摄氏度，并且沸点大于25摄氏度。

（2）最低的电子电导率应大于一个标准的熔盐电解质的离子电导率。