优势明显
从 20 世纪 80 年代末和 90 年代初开始，国外重点发展高温钠硫电池在固定场合下(如电站储能)的储能应用，并逐渐显示其优越性。
2002 年开始，钠硫电池进入商品化实施阶段。目前，日本东京电力公司(TEPCO)和NGK公司是商品高温钠硫电池的主要供应商，其生产的高温钠—硫电池的实际比能量已大于 150Whkg-1，是铅酸电池的3~4倍，应用目标瞄准电站负荷调平、UPS 应急电源及瞬间补偿电源等。
不过，由于高温钠硫电池在移动场合下的使用条件比较苛刻，在存放空间和电池安全性方面有一定的局限性，所以尚未得到大规模应用。
传统高温钠硫电池由于使用陶瓷电解质需在300℃以上才能工作，存在一定的安全隐患;而且在放电过程中，硫的还原也不完全，仅能生成Na2S3(完全还原时应生成Na2S)，降低了正极材料的容量和电池的比能量。
郭玉国告诉记者，基于液态电解质的室温钠硫电池，则受限于硫正极电化学活性低、放电中间产物易溶于电解液等缺点，存在正极活性物质利用率低、循环性能差等问题，严重影响了钠硫电池的性能发挥和实际应用。
那么，能否研制出一种高比能室温钠硫电池规避上述问题?
事实上，国际上已经开展对于高比能室温钠硫电池的研究，但电池的循环稳定性较差，一直未取得突破。郭玉国指出：“随着这几年硫碳正极材料研发的进步，实现室温下的高比能钠硫电池的可能性也渐渐加大。”
在此背景之下，鉴于锂硫电池与室温钠硫电池之间的相似性，郭玉国与研究团队开创性地将小硫分子正极应用于钠硫电池中，并配合钠负极和碳酸酯电解液组装出室温下即可工作的原型电池。
由于该链状小硫分子室温下具有非常高的对钠电化学活性，放电过程中可完全被还原为Na2S，从而使得其基于硫质量计算的正极首圈放电容量高达1610mAhg-1，是传统高温钠硫电池中硫正极材料的理论容量的3倍。
而且，基于电极材料计算，该室温钠硫电池的首圈放电比能量可高达955Whkg-1，循环20圈后仍可稳定在750Whkg-1左右。此外，该室温钠硫电池还具有良好的倍率和循环性能。
“这种新型的高比能室温钠硫电池由于采用新的纳米材料，加工成本明显降低，电池回收也没有太大问题。而且，由于脱胎自锂硫电池，相关的工艺也已经较为成熟。”郭玉国说。
产业化意义重大
在沈宏文看来，郭玉国团队所研发的新型钠硫电池对于加快钠硫电池产业化有重大意义，在核心技术层面的突破有望提升钠硫电池的稳定性，安全性、使用效率、规模化生产都有望逐渐成为现实。
“这对于我国钠硫电池研究有重大意义，未来科研机构会朝着这一方向不断探索，以期能够尽快攻克难关实现商业化运作。”沈宏文说。
显然，沈宏文的判断不无道理。郭玉国告诉记者，一些长期从事锂硫电池的国外学者，在参加国际会议听取了他的报告后，都对制备这种室温高比能钠硫电池产生了浓厚的兴趣，“他们表示未来可能会往该领域努力”。
在实验室取得决定性的成功后，研究团队下一步计划打算制造钠硫软包电池。郭玉国表示：“如果成功了就接近工业化的程度，不过加工工艺还是需要继续摸索，相关的理论原理已经没有问题，电池寿命将来应该能达到与锂离子电池相当的充放电1000次左右。”
他认为，如果能够借鉴锂离子电池产业化的经验，并且吸引足够的企业参与研发，“也许能加快产业化的进程”。
但是，郭玉国强调，室温高比能钠硫电池毕竟只是在实验室获得成功，距离最终商业化仍然有较长的一段路要走，“商业化之路任重道远，希望外界能理智客观看待，不要出现盲目跟风炒作的现象”。
沈宏文也指出，钠硫电池技术层面的突破并没有产生实实在在的经济效益，实验室仍将是钠硫电池技术攻关的主要动力。
