MW 级水系钠离子电池储能关键技术研究,国内首座兆瓦级水系钠离子电池示范电站,落地乌兰察布,2026 年通过项目绩效评价
一、项目概况
牵头单位:三峡集团科学技术研究院
项目属性:内蒙古自治区科技重大专项、新型储能前沿技术示范项目
建设地点:内蒙古乌兰察布新能源基地(风光大基地配套储能场景)
项目定位:攻克水系钠离子电池材料、电芯、系统集成、源网荷储协同控制核心难题,建成国内首座兆瓦级水系钠离子电池储能示范电站,打通从材料制备、电池制造、系统集成到工程应用的全链条储能方案, 面向风光基地大规模长时储能场景验证本征安全水系钠电技术路线。
核心背景痛点:传统锂电存在热失控安全风险;铅酸电池寿命短、含重金属污染;水系钠离子电池以水溶液作为电解液,本征不燃不爆、钠资源储量丰富、绿色低毒,但是长期存在电化学窗口窄、析氢析氧副反应、电芯一致性差、MW 级大规模簇控难题,本项目针对上述瓶颈开展攻关。
二、核心研究内容与关键技术
1. 高稳定水系电解液体系开发
攻克盐包水(WIS)高浓度电解液、功能性添加剂配方;拓宽电化学稳定窗口,抑制电极表面析氢、析氧副反应,解决水系电池产气、腐蚀、容量快速衰减痛点,提升电极界面长期稳定性。
2. 长寿命水系钠离子电芯技术
优选普鲁士蓝类 / 聚阴离子型正极、适配水系体系负极材料;优化电极制备工艺、界面钝化改性;提升电芯循环稳定性、倍率性能、宽温适应性;解决水系体系电极溶出、界面衰减问题,实现电芯长循环。
3. 兆瓦级储能系统集成与热管理技术
• 模块化 PACK 设计,电池簇均衡管理 BMS 算法,解决多簇并联环流、木桶效应;
• 适配水系钠电特性的 PCS 变流控制策略;
• 低复杂度安全热管理系统,水系电池热风险低,简化消防方案;
• 全栈状态在线监测:电压、内阻、温度、产气感知,电池健康 SOH 在线诊断。
4. 源网荷储协同智能控制技术
面向风光基地波动出力,开发储能 EMS 能量管理平台;实现风光出力预测、储能充放电优化调度、一次调频、平抑波动、削峰填谷;适配西北高寒环境下系统协同控制策略。
5. 全链条工艺与标准化研究
建立材料 - 电芯 - PACK - 电站成套工艺规范;形成安全性测试、可靠性评价体系,形成可复制工程方案。
三、项目主要成果与指标
1. 建成国内首座兆瓦级水系钠离子电池示范电站,完成全工况并网示范验证,项目整体通过绩效评价,全部考核指标完成。
2. 技术特性:本征安全,针刺、火烧、过充极端工况下不起火、不爆炸;无重金属,电解液为水系体系,环境友好。
3. 资源优势:钠原料储量丰富、价格不受锂资源约束,具备长期降本潜力。
4. 工程验证:适配乌兰察布高寒、大温差风光基地环境,验证宽温域运行能力;形成从材料、电芯、系统到工程落地完整技术方案,可推广至新能源配套储能、电网侧调峰、应急备用电源场景。
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