1967年到1982年英国铁路研究钠镍电池，并于1982年在英国的Beta研究所成立，开展了这款电池量产化方面的研究。1987年到1997年，进行了在电动乘用车方面的探究，做了5年十万公里的寿命方面的测试，当时也没有太大的问题。1999年欧洲MES-DEA公司获得了Beta研究所的技术，开展量产化生产。2001年美国的GE开展储能技术评估，经过长时间的探究，发现钠镍电池是一款非常优秀的储能电池，在2007年收购了英国的Beta研究所，2012年GE工厂完成了建设开工。
图源：浙江安力能源
在2017年，超威集团于2019年4月份合资工厂成立浙江安力能源有限公司，开始了国内第一家量产的企业。2023年新年伊始，安力能源大单不断，以破竹之势迎来开门红，销售290余组电池!该类电池也叫全固态钠电池。电池的体系中，负极是金属钠，正极是氯化镍。第一种电解质是β-氧化铝，另外一种电解质是无机盐，四氯铝酸钠。
工作温度是250到350度左右，钠离子通过固体电解质隔膜来回迁移，实现了电池的得失，最终实现充放电，这是电池的机理。运行时的反应如下：当电池充电时，电子从正极流向负极。盐中的钠离子（氯化钠）通过固体陶瓷电极向负极罐端子迁移。剩余的氯离子附着在镍上，在阴极介质中形成氯化镍。钠在陶瓷管外部形成熔融阳极层，与钢罐接触，电池充满电。在放电过程中，电子回流，熔融钠被氧化成Na+离子，并通过固态陶瓷管传回形成氯化钠。氯化镍被还原成金属镍。电池的电化学反应如下：技术路线大概归为以下：
钠镍电池的正极材料是固态的氯化钠和镍颗粒，隔膜是陶瓷管，电解液是四氯铝酸钠，这些物质都很常见，所以成本很低。其次，在没发生化学反应时，不会产生单体钠；电池内部没有任何酸或其他有机溶剂，因此钠镍电池无毒无害，不会对环境产生任何危害。通常情况下，相对安全的电池能量密度就会相对较低，钠镍电池的体积能量密度可以达到400Wh/L，接近三元锂电；重量能量密度可以达到160Wh/kg，成组后的重量能量密度可以达到110-120Wh/kg，与磷酸铁锂材料的水平相近。对于目前大规模储能上应用的磷酸铁锂电池，钠镍电池可以说是一种很好的替代产品。在循环寿命方面，钠镍电池也是为储能而生的。它的单体比能量达到135瓦时每公斤，使用寿命是锂电池的2至5倍，80%DOD循环寿命达7500次，组成系统后，体积比锂电池系统小50%以上，全生命周期成本比锂电池低50%。
（1）原材料不受限，不使用任何昂贵金属，例如，铜，锂和钴。而是使用固态陶瓷电解质以及普通食盐钠。这是丰富的，它很容易获得，没有供应链问题。（2）安全性高，不需要电芯级别的安全保护和灭火装置， 因为整个电池的内部都是由无机盐，无机金属组成的，是钠、镍，固态电解质是β-氧化铝，不像锂电里面有电解液，有机物的存在，我们都是无机物存在，也没有燃烧的物质存在。该电池不管怎么样都不会有燃烧，也不会爆炸。这是该电池最大的特点。（3）环境耐受性特别好，电池的耐宽温性能特别好，在零下40℃容量、能量测试，可放出室温的100.9%；+60℃容量、能量测试，可放出室温的101.6%；因此，钠电池可以在沙漠中非常非常炎热的气候以及非常非常寒冷的气候中使用。（4）循环寿命比较长。该电池最重要的技术就是固体电解质，β-氧化铝，其当电解质和隔膜的作用。另外一方面比较好的技术就是正极和负极合在一起，做成颗粒灌到陶瓷管里就可以了。电池寿命方面，相关各户在英国做了80%的DOD的试验，3500周之后大概还有90%以上的能量。正常情况下电池模块的常规循环寿命大于4500次。依据现有的试验情况，对电池进行了寿命预测，如果是2小时率，推测电池的寿命达到6千次，3小时率是1万次，8小时率是2.5万次。第二个方面耐过充放性能比较好，过充过放过程中，生成的物质都是电池本身的，要么是活性物质，要么是电池的原材料，原材料料在高温的情况下又会发生复合反应，又变成活性物质。第三个方面耐短路能力好，锂离子会由于短路导致电池模块热失控；钠盐电池里面陶瓷管出现破裂、出现短路的时候，金属钠与电解质四氯氯酸钠反应形成金属铝，在陶瓷管裂纹间隙里面充满了铝，阻止反应进一步进行，把正负极导通，这样短路电池相当于一个导体，等同于整个电池模块的电压下降了一个电芯的电压2.58伏。且电池模块允许有5%到10%的电芯失效，模块在此电芯失效范围内都可以正常使用。资料来源：安力能源
原文始发于微信公众号（艾邦储能与充电）：子弹打不爆炸的高安全性钠镍固态电池，有点贵，但很安全！
