[发明专利]电解质元件和结合有电解质元件的电池

权利要求书

1.一种电解质元件，所述电解质元件用于熔融钠/金属氯化物电池，所述电解质包括：对液体不可渗透的钠离子传导陶瓷的电解质层、对液体可渗透的多孔陶瓷亚层，和金属的穿孔片，所述金属在这样的电池中为非反应性的，以支撑不可渗透的电解质层，其中多孔陶瓷亚层具有与钠离子传导陶瓷的不可渗透的电解质层结合的一个面和与金属的穿孔片结合的相反面，使得钠离子传导陶瓷的不可渗透层通过结合到多孔陶瓷亚层而间接结合到穿孔片的一个面，所述多孔陶瓷亚层与穿孔片的该面结合，电解质层和多孔亚层都被烧结，且其中多孔陶瓷亚层延伸经过金属片的穿孔。

2.权利要求1所述的电解质元件，其中不可渗透陶瓷层是无孔的。

3.权利要求1所述的电解质元件，其中多孔陶瓷亚层由也为钠离子导体的材料制成。

4.权利要求1或权利要求3所述的电解质元件，其中穿孔片的非反应性金属为镍，或者为含铝的铁素体钢，或者为形成氧化铬或CrMn尖晶石氧化物的表面涂层的钢。

5.权利要求4所述的电解质元件，其中非反应性金属为含铝的铁素体钢，所述含铝的铁素体钢在被陶瓷层涂覆前已在空气中加热，以形成氧化铝的粘着氧化物涂层。

6.权利要求1或权利要求3所述的电解质元件，其中穿孔片的厚度在50μm至500μm的范围内。

7.权利要求1或权利要求3所述的电解质元件，其中穿孔片的厚度在80μm至250μm的范围内。

8.权利要求1或权利要求3所述的电解质元件，其中穿孔片为具有穿孔的金属箔，这些穿孔为在四方形阵列或六边形阵列上间距在100μm和200μm之间的宽度在20μm和60μm之间的孔。

9.权利要求1或权利要求3所述的电解质元件，其中穿孔片为扩张金属片，其中扩张金属片是已提供有多个狭缝且然后纵向和横向拉伸以使得狭缝展开成孔的片。

10.权利要求1或权利要求3所述的电解质元件，其中穿孔片为扩张金属片，并且在形成陶瓷层之前已经压制或压延以使其平坦，其中扩张金属片是已提供有多个狭缝且然后纵向和横向拉伸以使得狭缝展开成孔的片。

11.权利要求1或权利要求3所述的电解质元件，其中不可渗透陶瓷层的厚度不大于100μm。

12.权利要求1或权利要求3所述的电解质元件，其中不可渗透陶瓷层的厚度为50μm、20μm或10μm。

13.一种可再充电熔融钠-金属卤化物电池，所述电池结合有权利要求1-12中任一项所述的电解质元件。

14.权利要求13所述的可再充电熔融钠-金属卤化物电池，所述电池为钠/氯化镍电池。

15.权利要求14所述的可再充电熔融钠-金属卤化物电池，所述电池包含由两个权利要求1或权利要求3所述的电解质元件限定的袋，所述两个电解质元件的边缘结合到金属框架，并且所述袋安装在容器内，其中袋在工作期间包含金属氯化物和氯铝酸钠且容器在工作期间包含惰性电导体和钠，或者反之。

16.权利要求15所述的可再充电熔融钠-金属卤化物电池，其中每个穿孔金属片具有未穿孔的周边边缘，其中所述片的周边边缘焊接到金属框架，并且其中由周边边缘和金属框架限定的袋的外表面用不可渗透聚合物电绝缘体涂覆。

17.权利要求15所述的可再充电熔融钠-金属卤化物电池，其中每个穿孔金属片具有未穿孔的周边边缘，其中所述金属片的穿孔部分涂覆有多孔陶瓷亚层，所述片的周边边缘焊接到金属框架，且其中钠离子传导陶瓷的不可渗透层覆盖袋的外表面，包括金属片和金属框架二者。

18.包括多个权利要求13至17中任一项所述的可再充电熔融钠-金属卤化物电池的电池组，所述电池组还包括在相邻电池之间的电加热器。