CN112234263A - 具有高反应界面的钠-氯化物电池 - Google Patents

具有高反应界面的钠-氯化物电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有高反应界面的钠‑氯化物电池，由以下各部分组成：具有开口端的导电外壳，所述导电外壳内部具有呈阵列分布的多个电解质陶瓷管；导电盖部，用于封闭连接在导电外壳的开口端；设置在导电外壳和导电盖部之间的用于承载多个电解质陶瓷管的绝缘陶瓷基体，且每个电解质陶瓷管的开口部与绝缘陶瓷基体中相应的贯通部分别连通；每个电解质陶瓷管内包括正极物质及集流电极，且所述集流电极穿过绝缘陶瓷基体的贯通部与导电盖部连接；所述导电外壳和每个电解质陶瓷管之间填充导电材料。

Description

具有高反应界面的钠-氯化物电池
技术领域
本发明涉及一种电池结构，具体涉及一种具有高反应界面的钠-氯化物电池，属于电池领域。
背景技术
钠－氯化物电池由Na-S电池发展而来，除了具有与Na-S电池类似的高理论比容量、良好的循环性能、长寿命、无自放电等优点以外，其安全性能远远高于Na-S电池。无论是过充、过放，还是beta-Al2O3/Na3Zr2Si2PO12电解质隔膜损坏，导致正负极短路，都呈低电流模式，不会放出大量的热，因而不会发生像Na-S电池短路时产生的燃烧甚至爆炸等安全事故。此外，钠－氯化物电池处于放电状态，组装时为无Na操作，降低了操作难度，节约了成本。
基于这些优点，钠－氯化物电池的研究日益受到人们的重视，也使其成为电动汽车及大容量能量存储的一个重要选择。然而，钠－氯化物电池的功率密度不高，这限制了其作为电动汽车动力电源方面的应用。
为了提高钠－氯化物电池的功率密度，研究者进行了大量的卓有成效的研究工作，主要是基于提高电池电化学反应的反应面积，缩短离子的扩散路径。电解质的结构也由最初的圆柱管式结构逐步发展到四叶草管式结构，电池的功率密度也例如由80W/kg，逐步提高至115W/kg。
例如，在专利1(中国专利公开号CN101752614A)中记载了一种高能量密度钠-氯化镍单体电池及其电池组。其中，公开了该钠-氯化镍单体电池中的电解质陶瓷管的截面为圆形或十字花型，类似于如上所述的圆柱管式结构及四叶草管式结构的电解质陶瓷管。
尽管如上所述，在现有技术中，通过将电解质的结构由圆柱管式结构发展到四叶草管式结构，钠－氯化物电池已逐步提高了电池的功率密度。但是，不管是圆柱管式结构及四叶草管式结构的电解质陶瓷管，其能量密度和功率密度提升有限，且单体电池容量受限。目前仍试图研发出具有更高的能量密度和功率密度的大容量钠－氯化物电池。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有高反应界面的钠－氯化物电池，使得钠－氯化物电池能够具有更高的能量密度和功率密度，并便于大容量设计。
为此，本发明提供了一种具有高反应界面的钠－氯化物电池，由以下各部分组成：
具有开口端的导电外壳，所述导电外壳内部具有呈阵列分布的多个电解质陶瓷管；
导电盖部，用于封闭连接在导电外壳的开口端；
设置在导电外壳和导电盖部之间的用于承载多个电解质陶瓷管的绝缘陶瓷基体，且每个电解质陶瓷管的开口部与绝缘陶瓷基体中相应的贯通部分别连通(图1中21为贯通部)；
每个电解质陶瓷管内包括正极物质及集流电极，且所述集流电极穿过绝缘陶瓷基体的贯通部与导电盖部连接；
所述导电外壳和每个电解质陶瓷管之间填充导电材料；所述导电材料选自碳、石墨、金属中的至少一种。其中，如碳、石墨、金属的形态可为颗粒、纤维、粉末、片材等，用于连通电解质陶瓷管和导电外壳。
在本发明中，具有高反应界面的钠－氯化物电池是一种多管式结构的电池，在电解质陶瓷管具有相同体积的前提下，采用口径较小的陶瓷管，并采取多管式的布局，有效增大了电解质陶瓷管的表面积，从而增加了钠离子的扩散通道，并增加了电化学反应的面积，缩短了钠离子的扩散路径。采用该多管式结构的钠－氯化物电池可以具有更高的能量密度和功率密度，并可进行大容量的单体电池设计。
较佳的，所述电解质陶瓷管为beta-Al2O3、或钠离子导体(如Na3Zr2Si2PO12)；所述绝缘陶瓷基体为alpha-Al2O3陶瓷。其中，采用beta-Al2O3陶瓷管作为钠－氯化物电池的固体电解质，可以同时起隔膜和电解质的双重作用，且具有较高的离子导电率。而且，采用alpha-Al2O3陶瓷作为绝缘陶瓷基体，其电阻率高，具有良好的绝缘性能。
较佳的，所述电解质陶瓷管的个数为3～9。即多个电解质陶瓷管的阵列可以是由三管、四管、五管和六管中的任意一种组合而成的多管式阵列结构，且随着管数的增加，在相同体积的前提下，可以进一步有利于增加电解质陶瓷管的表面积。
较佳的，所述导电盖部上设置有极耳；所述导电外壳包括壳体和底部端盖。
较佳的，所述绝缘陶瓷基体中贯通部包括上通孔和下通孔，所述下通孔的直径＜电解质陶瓷管的外径＜所述上通孔的直径，形成卡槽。
又，较佳的，在绝缘陶瓷基体中上通孔和电解质陶瓷管之间设有绝缘密封介质；优选地，所述绝缘密封介质为封接玻璃、陶瓷密封剂或密封胶。
较佳的，在绝缘陶瓷基体与所述导电外壳之间设有第一金属环，和/或在绝缘陶瓷基体与导电盖部之间设有第二金属环；优选地，所述第一金属环和第二金属环由可伐合金、不锈钢、Ni或铝合金制成。根据本发明，通过在绝缘陶瓷基体与外壳壳体之间和/或在绝缘陶瓷基体与盖部之间设置第一金属环和第二金属环，可以有效地将该绝缘陶瓷基体在外壳壳体与盖部之间进行定位连接。其中，金属环可以由可伐合金、不锈钢、Ni或铝合金制成，以便与电池外壳和盖部之间进行连接。
较佳的，在绝缘陶瓷基体与金属环之间设有绝缘密封介质；优选地，所述绝缘密封介质为封接玻璃、陶瓷密封剂或密封胶，可以具有良好的密封性。其中，封接玻璃为高硼硅玻璃、CG294玻璃等；陶瓷密封剂为美国Fuel Cell Materials公司的CERAMABOND 552-VFG、东莞聚力胶粘制品有限公司的JL-767A等；密封胶为东莞市九点胶业有限公司的JD-9766、厦门远创特种玻璃有限公司的GL-1280等单组份中性密封胶、无坍塌硅酮密封胶。
根据本发明，通过在绝缘陶瓷基体与金属环之间和/或在绝缘陶瓷基体与多个电解质陶瓷管之间设置绝缘密封介质，可以有效地防止多个电解质陶瓷管内的正极物质泄漏的同时，绝缘密封介质还能实现绝缘陶瓷基体和金属环的连接，且连接强度优异。
较佳的，所述正极物质为含有Ni和Fe中至少一种、NaCl以及NaAlCl4的混合物。选用上述正极材料时，导电材料中金属优选不为Na，这样可以避免电解质陶瓷管破裂后形成产生Na的泄露，提高了电池的安全性能。此外，正极物质中还含有C、Cu、Co、Zn、FeS、NaF、NaBr、NaI中的一种或几种，具有良好的离子导电率和电子电导率。
较佳的，所述集流电极为表面镀镍的铜导体、纯镍导体、Fe导体或C材料导体等。在本发明中，采用表面镀镍的铜导体作为集流电极可以增加集流电极的抗氧化性、抗腐蚀性，并可增加导电性。
较佳的，所述导电盖部和导电外壳的材料可以为不锈钢或铝合金等，可以提高其导电性。
较佳的，所述导电外壳的形状为圆管或方管等多种形状，可以根据需要自行设计。
较佳的，所述电解质陶瓷管的尺寸(外径或边长)为15～60mm，壁厚为0.5～3mm；优选地，所述电解质陶瓷管的尺寸(外径或边长)为20～40mm，壁厚为1～1.5mm。
附图说明
根据下述具体实施方式并参考附图，本发明的上述及其他目的、特征和优点将更加清晰：
图1为示意性地示出根据本发明的一实施形态的钠－氯化物电池的结构的纵向剖视图；
图2为示意性地示出三管排列的电解质陶瓷管的根据本发明的钠－氯化物电池的实施形态的横向剖视图；
图3为示意性地示出四管排列的电解质陶瓷管的根据本发明的钠－氯化物电池的实施形态的横向剖视图；
图4为示意性地示出五管排列的电解质陶瓷管的根据本发明的钠－氯化物电池的实施形态的横向剖视图；
图5为示意性地示出六管排列的电解质陶瓷管的根据本发明的钠－氯化物电池的实施形态的横向剖视图；
图6为示意性地示出九管排列的电解质陶瓷管的根据本发明的钠－氯化物电池的实施形态的横向剖视图。
具体实施方式
面结合附图及具体实施形态进一步阐述本发明的具有高反应界面的钠－氯化物电池，应理解，这些实施形态仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
具体地，图1示意性地示出了根据本发明的一实施形态的钠－氯化物电池的结构。如图1所示，该具有高反应界面的钠－氯化物电池包括具有导电性的外壳11(简称导电外壳)及具有导电性的盖部8(简称导电盖部)。在本实施形态中，该具有导电性的外壳11及盖部8均可以由不锈钢或铝合金制成，但本发明不限于此，也可以由其他导电材料制成。其中，导电外壳11优选包括壳体7和底部端盖10。
并且，导电外壳11与底部端盖10焊接在一起，盖部8隔着绝缘陶瓷基体2封闭外壳11的开口端。在本实施形态中，该绝缘陶瓷基体2可以采用电阻率高、具有良好的绝缘性能的alpha-Al2O3陶瓷，但本发明不限于此。
此外，本发明的钠－氯化物电池还包括设置于外壳11内的呈阵列分布的多个电解质陶瓷管1。在本实施形态中，该电解质陶瓷管1可以为beta-Al2O3陶瓷管，其可以同时起隔膜和电解质的双重作用，且具有较高的离子导电率，但本发明并不限于此。各个电解质陶瓷管1的开口部与对应的绝缘陶瓷基体2的多个贯通部21分别连通。且各个电解质陶瓷管1内充满正极物质及集流电极5。该集流电极5延伸穿过绝缘陶瓷基体2的贯通部21后与盖部8连接以引出。
在本实施形态中，该正极物质可以为Ni、NaCl、NaAlCl4的混合物或Fe、NaCl、NaAlCl4的混合物。此外，还添加有C、FeS、NaF等物质，其具有良好的离子和电子导电率。且该集流电极5可以为表面镀镍的铜导体，由此可以增加集流电极5的抗氧化性、抗腐蚀性，并可增加导电性。
更具体地，在图1所示的实施形态中，绝缘陶瓷基体2的各个贯通部21的靠近外壳11的一端可以分别设有卡槽22。多个电解质陶瓷管1可以分别安装在各卡槽22上，并使各电解质陶瓷管1的开口部与对应的绝缘陶瓷基体2的各贯通部21分别连通。此外，在盖部8上还可以设有极耳9，上述各电解质陶瓷管1内的集流电极5可通过该极耳9引出。该极耳9也可以由不锈钢或铝合金等导电材料制成。
如图1所示，本发明的钠－氯化物电池还可以包括在绝缘陶瓷基体2与外壳11之间设置的第一金属环3，和/或在绝缘陶瓷基体2与盖部8之间设置的第二金属环4。通过设置第一金属环3及第二金属环4，可以有效地将该绝缘陶瓷基体2在外壳11与盖部8之间进行定位连接，有利于电池的工业化生产。在本发明的一实施形态中，第一金属环3及第二金属环4均可以由可伐合金、不锈钢、Ni或铝合金制成。
在可选的实施方式中，绝缘陶瓷基体2的上部的外径＜第一金属环3的内径≤外壳的内径。绝缘陶瓷基体2的中部的外径＝外壳的外径。绝缘陶瓷基体2的下部的外径＜第二金属环4的内径＜盖部的内径。其中第二金属环4的截面可优选L形状，其可提高与盖部的焊接面积。
此外，在本发明中，在绝缘陶瓷基体2与第一金属环3及第二金属环4之间和/或在绝缘陶瓷基体2与多个电解质陶瓷管1之间可以设有绝缘密封介质6。在绝缘陶瓷基体2与多个电解质陶瓷管1之间，由此可以有效地防止多个电解质陶瓷管1内的正极物质泄漏至导电外壳和每个电解质陶瓷管之间的腔室中及外部环境中。在绝缘陶瓷基体2与第一金属环3及第二金属环4之间设有绝缘密封介质，可以实现导电外壳的壳体和绝缘陶瓷基体、及绝缘陶瓷基体和导电盖部之间的有效连接，解决了导电盖部或导电外壳与绝缘陶瓷基体不匹配难以连接的问题。在本发明的一实施形态中，该绝缘密封介质6可以为封接玻璃、陶瓷密封剂或密封胶等。
在可选的实施方式中，如图1所示，绝缘密封介质可设置在绝缘陶瓷基体和电解质陶瓷管之间。此外，绝缘密封介质在绝缘陶瓷基体2与第一金属环3及第二金属环4之间的设置方式可根据金属环的尺寸相应调整，一般是金属环靠近绝缘陶瓷基体的侧面或/和底面。而且，本发明中外壳的尺寸(直径或边长)一般可为50～250mm。陶瓷管的直径(或边长)分布在15mm～60mm之间。若是陶瓷管的直径或边长过大，其性能提升不明显；若是陶瓷管外径或边长过小，除了增加生产和组装成本之外，还限制了电池容量的提升，反而使其能量密度下降。
钠－氯化物电池(以钠-氯化镍电池为例)的全电池反应为：NiCl2+2Na→Ni+2NaCl，正常充电时，正极中氯化钠在一定电压下分解成钠离子和氯离子，钠离子通过beta-Al2O3陶瓷管电解质到达负极与来自外电路的电子结合形成钠负极，同时氯离子与镍反应生成氯化镍并释放电子到外电路。正常放电时，钠离子通过beta-Al2O3陶瓷电解质返回进行其逆过程。此外，钠－氯化物电池处于放电状态，组装时为无Na操作，降低了操作难度，节约了成本。
另外，图2至图5示出了数量不同的电解质陶瓷管阵列的根据本发明的钠－氯化物电池的各实施形态的横向剖视图。
如图2至图5所示，该多个电解质陶瓷管可以是由三管、四管、五管和六管等多管呈阵列分布而构成的多管式结构，随着管数的增加，在相同体积的前提下，可以进一步有利于增加电解质陶瓷管的表面积。且，还如图2至图5所示，外壳的形状可以为圆管或方管。
具体地，图2示出了外壳为圆管形，而电解质陶瓷管为三管阵列分布的实施形态。图3中(a)示出了外壳为圆管形，电解质陶瓷管为四管阵列分布的实施形态；图3中(b)示出了外壳为方管形，电解质陶瓷管为四管阵列分布的实施形态。图4中(a)示出了外壳为圆管形，电解质陶瓷管为五管阵列分布的实施形态；图4中(b)示出了外壳为方管形，电解质陶瓷管为五管阵列分布的实施形态。图5中(a)示出了外壳为圆管形，而电解质陶瓷管为六管阵列分布的实施形态；图6中(b)示出了外壳为方管形，电解质陶瓷管为六管阵列分布的实施形态。
本领域技术人员可根据实际需要，例如考虑到对电池的能量密度及功率密度的需求，或从制造经济性角度考虑，而自行选择外壳的形状和/或电解质陶瓷管的数量和/或电解质陶瓷管的尺寸。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
比较例1：
内径为50mm，壁厚1.5mm，长度为240mm(不含半球部分长度)的单根beta-Al2O3陶瓷管能够容纳正极物质的体积为：V50＝2/3πr3+πr2h＝2/3π×(5/2)3+π(5/2)2×24＝504(cm3)，陶瓷管的表面积为：S50＝2πr2+2πrh＝2π×(5/2)2+2π×(5/2)×24＝416(cm2)。beta-Al2O3陶瓷管的重量为209g；504cm3的空间内，可容纳复合正极的重量约为1200g，电池容量为120Ah，电池能量为310Wh。电池的比能量为220Wh/kg(以陶瓷管及复合正极的重量计)，电池的比功率为85W/L(以504cm3的有效体积计)。
比较例2：
内径为20.5mm，壁厚1.5mm，长度为250mm的四叶草状beta-Al2O3陶瓷管能够容纳正极物质的体积为：V＝(16+π)r2h＝(16+π)×(2.05/2)2×25＝503(cm3)，陶瓷管的表面积为：S＝8πrh＝8π×2.05/2×25＝644(cm2)。beta-Al2O3陶瓷管的重量为513g；503cm3的空间内，可容纳复合正极的重量约为1200g，电池容量为120Ah，电池能量为310Wh。电池的比能量为181Wh/kg(以陶瓷管及复合正极的重量计)，电池的比功率为132W/L(以503cm3的有效体积计)。
本发明的实施例：
如图2至图6所示，本发明中高反应界面钠－氯化物电池采取多管式的布局，陶瓷管可以为三管、四管、五管、六管、九管等多管的组合，其中小圆表示beta-Al2O3电解质陶瓷管，外大圆表示电池的外壳。在电解质陶瓷管为四管以上的组合中，外壳也可以是方形的，如图3－5中小圆外的方框所示。
以四管式布局为例，假设每根beta-Al2O3电解质陶瓷管的内径为25mm，长度为250mm(不含半球部分长度)，则四根电解质陶瓷管能够容纳的正极物质的体积为：V25＝4×(2/3πr3+πr2h)＝4×[2/3π×(2.5/2)3+π(2.5/2)2×25]＝507(cm3)，四根电解质陶瓷管总的表面积为：S25＝4×(2πr2+2πrh)＝4×[2π×(2.5/2)2+2π×(2.5/2)×25]＝824(cm2)。beta-Al2O3陶瓷管的重量为427g；507cm3的空间内，可容纳复合正极的重量约为1200g，电池容量为120Ah，电池能量为310Wh。电池的比能量为190Wh/kg(以陶瓷管及复合正极的重量计)，电池的比功率为170W/L(以507cm3的有效体积计)。
与比较例1及比较例2对比可见，在正极物质体积相等的前提下，采用内径为25mm的4根小管子的组合时，其总表面积S25为824cm2，是单根内径为50mm的陶瓷管S50的2倍(416cm2)，也远远大于等体积的四叶草状陶瓷管的表面积(644cm2)，比功率由132W/L提升至170W/L，比能量由181Wh/kg提升至190Wh/kg。这表明，四管组合的电池结构具有比单管及四叶草状陶瓷管为结构的电池更大的电化学反应面积，更多的钠离子扩散通道，同时，采用多管组合时，钠离子的扩散距离也进一步缩短，这都有利于提高钠－氯化物电池的功率密度。
以九管式布局为例，假设每根beta-Al2O3陶瓷管的内径为16.8mm，长度为250mm(不含半球部分长度)，则九根陶瓷管能够容纳的正极物质的体积为：V16.8＝9×(2/3πr3+πr2h)＝9×[2/3π×(1.68/2)3+π(1.68/2)2×25]＝509(cm3)，九根陶瓷管总的表面积为：S16.8＝9×(2πr2+2πrh)＝9×[2π×(1.68/2)2+2π×(1.68/2)×25]＝1227(cm2)。beta-Al2O3陶瓷管的重量为655g；509cm3的空间内，可容纳复合正极的重量约为1200g，电池容量为120Ah，电池能量为310Wh。电池的比能量为167Wh/kg(以陶瓷管及复合正极的重量计)，电池的比功率为250W/L(以509cm3的有效体积计)。
与比较例1及比较例2对比可见，在正极物质体积相等的前提下，采用内径为16.8mm的9根小管子的组合时，其总表面积S16.8为1227cm2，是单根内径为50mm的陶瓷管S50的近3倍(416cm2)，是等体积的四叶草状陶瓷管的表面积的近2倍(644cm2)，比功率由132W/L提升至250W/L，但比能量却由181Wh/kg降低至167Wh/kg。这表明，九管组合的电池结构具有比单管及四叶草状陶瓷管为结构的电池大得多的电化学反应面积，但陶瓷管的数量越多，陶瓷管本身重量的占比就会提高，进而使电池的能量密度有所下降。因此，在优化电池结构设计，确定陶瓷管的数量及尺寸时，需要在比能量和比功率之间做出平衡，以达到应用需求。
通过实施例1及实施例2的计算可知，采用多管组合的电池结构，具有比等体积的单管及四叶草状陶瓷管结构的电池更大的电化学反应界面，且随着管径的变小、数量的增加，电化学反应界面也随之增加。同时，采用多管组合时，钠离子的扩散距离也进一步缩短，这都有利于提高钠－氯化物电池的功率密度。也就是说，采用小口径、多管式的布局结构，有效增加了电化学反应界面，提高了电池的功率密度。勿庸置疑，采用数量更多的小口径陶瓷管进行组合时，所制备的钠－氯化物电池的电化学反应界面还会进一步增加。
进一步地，采用上述多种电解质陶瓷管的组合方式分别制备对应电池，其所用原料还包括：绝缘陶瓷基体alpha-Al2O3陶瓷，复合正极(包含Ni、NaCl、Fe、FeS、C、NaF和NaAlCl4)、导电外壳(不锈钢外壳)、底部端盖(不锈钢)、集流电极(镀镍铜导体)、导电盖部(不锈钢)、高硼硅玻璃绝缘密封介质、第一金属环、第二金属环、不锈钢极耳、碳纤维填充材料等。其制备过程包括：(1)将多个电解质陶瓷管口部超下，放置于具有对应贯通部数量的绝缘陶瓷基体的卡槽内；(2)绝缘陶瓷基体的上部放置第一金属环、绝缘陶瓷基体的下部放置第二金属环；(3)在绝缘陶瓷基体与电解质陶瓷管、第一金属环、第二金属环之间的空隙填满高硼硅玻璃绝缘密封介质；(4)加热处理(若使用密封胶，则需要固化处理)，实现绝缘密封介质与各部件之间的封装；(5)通过激光焊接技术将导电外壳的壳体与第一金属环焊接在一起；(6)向陶瓷管内注入复合正极；(7)将集流电极与导电盖部焊接后，穿过贯通部，并插入复合正极中；(8)通过激光焊接技术将导电盖部与第二金属环连接在一起；(9)向导体外壳与电解质陶瓷管之间形成的腔室内注入碳纤维填充材料(即导电材料)；(10)在真空条件下，再将底部端盖与导电外壳的壳体焊接在一起；(11)将不锈钢极耳与导电盖部焊接在一起。
表1为本发明制备的具有高反应界面的钠－氯化物电池的结构及其性能参数：
Figure BDA0002750271640000091
其中，功率密度的计算以40mA/cm2的电流密度、陶瓷管的总体积计；能量密度的计算仅考虑复合正极物质与电解质陶瓷管的重量，陶瓷管的壁厚统一以1.5mm计。综合来看，4管及5管的性能最为优异，兼具高比功率和高比能量。
在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在本发明中。

Claims (11)

1.一种具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，由以下各部分组成：
具有开口端的导电外壳，所述导电外壳内部具有呈阵列分布的多个电解质陶瓷管；
导电盖部，用于封闭连接在导电外壳的开口端；
设置在导电外壳和导电盖部之间的用于承载多个电解质陶瓷管的绝缘陶瓷基体，且每个电解质陶瓷管的开口部与绝缘陶瓷基体中相应的贯通部分别连通；
每个电解质陶瓷管内包括正极物质及集流电极，且所述集流电极穿过绝缘陶瓷基体的贯通部与导电盖部连接；
所述导电外壳和每个电解质陶瓷管之间填充导电材料。
2.根据权利要求1所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，所述电解质陶瓷管材质为beta-Al2O3、或钠离子导体；所述绝缘陶瓷基体为alpha-Al2O3陶瓷；所述导电材料选自碳、石墨、金属中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，所述电解质陶瓷管的个数为3～9。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，所述导电盖部上设置有极耳；所述导电外壳包括壳体和底部端盖。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，所述绝缘陶瓷基体中贯通部包括上通孔和下通孔，所述下通孔的直径＜电解质陶瓷管的外径＜所述上通孔的直径，形成卡槽。
6.根据权利要求5所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，在绝缘陶瓷基体中上通孔和电解质陶瓷管之间设有绝缘密封介质；优选地，所述绝缘密封介质为封接玻璃、陶瓷密封剂或密封胶。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，在绝缘陶瓷基体与所述导电外壳之间设有第一金属环，和/或在绝缘陶瓷基体与导电盖部之间设有第二金属环；优选地，所述第一金属环和第二金属环由可伐合金、不锈钢、Ni或铝合金制成。
8.根据权利要求7所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，在绝缘陶瓷基体与金属环之间设有绝缘密封介质；优选地，所述绝缘密封介质为封接玻璃、陶瓷密封剂或密封胶。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，所述正极物质为含有Ni和Fe中至少一种、NaCl以及NaAlCl4的混合物；优选地，所述正极物质中还含有C、Cu、Co、Zn、FeS、NaF、NaBr、NaI中的至少一种。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，所述集流电极为表面镀镍的铜导体、纯镍导体、Fe导体、或碳材料导体；所述盖部和导电外壳的材料为不锈钢或铝合金；所述导电外壳的形状为圆管或方管。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的具有高反应界面的钠－氯化物电池，其特征在于，所述电解质陶瓷管的尺寸为15～60mm，壁厚为0.5～3mm；优选地，所述电解质陶瓷管的尺寸为20～40mm，壁厚为1～1.5mm。
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