1.引言

人类社会赖以生存和发展三大支柱产业分别是能源、材料、信息，而能源更是与各国的长久发展密切相关，随着社会经济体制的改革，传统的粗放型工业增长方式将会慢慢过渡到集约型的新型发展模式。这个时候人们就迫切需要一种清洁高效、节能环保的化学电源和储能装置高比能量，随着锂离子电池在电动汽车和储能的普及推广，锂将成为全球下一个”石油”资源。钠存量极为丰富，成本低廉并且Na/Na 标准电势低，以钠为负极的Zebra类电池具有高能量密度，高存储效率，长循环寿命，维护简便以及技术相对成熟等优点，受到各国不同程度的关注和研究。

2.钠/金属氯化物(Zebra)电池

2.1 钠/金属氯化物(Zebra)电池简介

钠/金属氯化物又称Zebra电池^[1]，所谓Zebra，实际上是Zero Emission Battery Research Activity的缩写。表示ZEBRA电池是一种零排放无污染的绿色电源。它以钠离子传导的β"-氧化铝固体电解质构成，与同一电池体系的钠-硫电池有着千丝万缕的关系，是在钠硫电池研制基础上发展起来的一种新型高能电池。

2.2 钠/金属氯化物(Zebra)电池工作原理

钠氯化物(Na/MCl₂)电池：采用过渡金属卤化物MCl₂作为正极，熔融钠作为负极，β"-氧化铝作为固态电解质，NaAlCl₄作为二次电解质。现以Na/NiCl₂为例，其表达式和反应式分别为：
(-)Na(1)/β"-(s)/(1)/Ni(s),(S) ( ) (1)
2Na = 2NaCl Ni (2)

从式（1）可以看出，Zebra电池的正负极活性物质分别是Ni，和Na，一种称为β"-氧化铝的固体陶瓷电解质取代了通常用于铅酸和镉镍电池中的硫酸和氢氧化钾液体电解质，用于隔离正负电极。此外，由于正极材料在工作温度下仍为固态物质，所以还需要一种称为的熔盐电解质存在于β"-氧化铝固体电解质和正极活性物质之间，在电池反应中起一个传输钠离子的作用。现电池一般装配在放电状态，如式（2）所示，即电池制备的初始原材料为Ni和NaCl（普通食盐），通过首次充电，Ni和NaCl反应在负极产生金属Na, 在正极形成Ni和混合物，当电池进行放电时，Na和又重新反应生成Ni和NaCl^[2]。

2.3 Zebra电池的性能特点^[3]

(1)开路电压高(300℃时为2.58V)