[發明專利]具有高反應界面的鈉-氯化物電池

在審

• 申請號: 202011181315.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112234263A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 溫兆銀;吳相偉;胡英瑛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01M10/39
• 分類號: H01M10/39
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，由以下各部分組成：

具有開口端的導電外殼，所述導電外殼內部具有呈陣列分布的多個電解質陶瓷管；

導電蓋部，用于封閉連接在導電外殼的開口端；

設置在導電外殼和導電蓋部之間的用于承載多個電解質陶瓷管的絕緣陶瓷基體，且每個電解質陶瓷管的開口部與絕緣陶瓷基體中相應的貫通部分別連通；

每個電解質陶瓷管內包括正極物質及集流電極，且所述集流電極穿過絕緣陶瓷基體的貫通部與導電蓋部連接；

所述導電外殼和每個電解質陶瓷管之間填充導電材料。

2.根據權利要求1所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，所述電解質陶瓷管材質為beta-Al₂O₃、或鈉離子導體；所述絕緣陶瓷基體為alpha-Al₂O₃陶瓷；所述導電材料選自碳、石墨、金屬中的至少一種。

3.根據權利要求1或2所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，所述電解質陶瓷管的個數為3～9。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，所述導電蓋部上設置有極耳；所述導電外殼包括殼體和底部端蓋。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，所述絕緣陶瓷基體中貫通部包括上通孔和下通孔，所述下通孔的直徑＜電解質陶瓷管的外徑＜所述上通孔的直徑，形成卡槽。

6.根據權利要求5所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，在絕緣陶瓷基體中上通孔和電解質陶瓷管之間設有絕緣密封介質；優選地，所述絕緣密封介質為封接玻璃、陶瓷密封劑或密封膠。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，在絕緣陶瓷基體與所述導電外殼之間設有第一金屬環，和/或在絕緣陶瓷基體與導電蓋部之間設有第二金屬環；優選地，所述第一金屬環和第二金屬環由可伐合金、不銹鋼、Ni或鋁合金制成。

8.根據權利要求7所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，在絕緣陶瓷基體與金屬環之間設有絕緣密封介質；優選地，所述絕緣密封介質為封接玻璃、陶瓷密封劑或密封膠。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，所述正極物質為含有Ni和Fe中至少一種、NaCl以及NaAlCl₄的混合物；優選地，所述正極物質中還含有C、Cu、Co、Zn、FeS、NaF、NaBr、NaI中的至少一種。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，所述集流電極為表面鍍鎳的銅導體、純鎳導體、Fe導體、或碳材料導體；所述蓋部和導電外殼的材料為不銹鋼或鋁合金；所述導電外殼的形狀為圓管或方管。

11.根據權利要求1至10中任一項所述的具有高反應界面的鈉－氯化物電池，其特征在于，所述電解質陶瓷管的尺寸為15～60mm，壁厚為0.5～3mm；優選地，所述電解質陶瓷管的尺寸為20～40mm，壁厚為1～1.5mm。