敖 昕，吴相伟，胡瑛瑛，温兆银



单质硫对钠-氯化镍电池循环性能影响的机理分析

敖 昕，吴相伟，胡瑛瑛，温兆银

（中国科学院上海硅酸盐研究所，中国科学院院能量转换材料重点实验室，上海 200050）

制备了含有不同单质硫添加剂的钠-氯化镍电池，对其进行电化学性能测试，结果表明，在正极中添加单质硫能有效提高电池的循环性能，NaAlCl4中含5%（质量分数）单质硫的电池具有最佳的循环性能。微结构和相组成分析发现，单质硫在电池的工作温度下可与金属Ni反应并在其表面生成Ni3S2修饰层。该修饰层能阻止邻近的金属镍在循环过程中的团聚从而抑制金属Ni的长大，进而提高电池循环性能。循环后期容量衰减的主要原因是正极中NaCl颗粒的长大。

钠-氯化物电池；ZEBRA电池；循环性能；机理分析；正极添加剂

钠-氯化镍电池（也称为ZEBRA电池）因其具有高能量密度（790 W·h/kg）、高开路电压（2.58 V）、高安全性、长寿命以及良好的耐过充过放性能等优点，在电动汽车电源及大规模电网储能方面具有重要的应用价值[1-5]。钠-氯化镍电池与钠硫电池有很多相似之处，两者都是以熔融金属钠为负极并以β"-Al2O3为固体电解质。不同之处在于，钠-氯化镍电池的正极采用NaCl和无水NiCl2作为活性物质，并且加入第二电解质NaAlCl4（熔点157 ℃）以提高正极中Na+的迁移速率。因为在正常的操作温度下（250～350 ℃），NaAlCl4处于熔融态，液相的存在能有效地提高固体电解质与正极活性物质的离子电导率，降低反应阻力。钠-氯化镍电池的电化学反应见式……