專利名稱：硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池裝置，尤其是一種硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電 池裝置。
背景技術(shù)：
目前，在能源技術(shù)領(lǐng)域中，鈉硫電池越來(lái)越受到業(yè)內(nèi)的重視和青睞，它是多學(xué)科 綜合技術(shù)的結(jié)晶，是市面上化學(xué)電源中唯一使用固體電解質(zhì)的電池，具有理論比能量為 760Wh/kg。同時(shí)它具有高功率密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、無(wú)自放電現(xiàn)象、100%的庫(kù)侖效率以及維護(hù) 簡(jiǎn)單等突出優(yōu)點(diǎn)，在大規(guī)模能量?jī)?chǔ)存方面有難以匹敵的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。然而鈉硫 電池技術(shù)發(fā)展至今，其工業(yè)化程度并沒有迅速應(yīng)用和服務(wù)于社會(huì)，原因在于各家研發(fā)機(jī)構(gòu) 對(duì)鈉硫電池的技術(shù)研發(fā)仍然處在探索階段，再則跨學(xué)科技術(shù)應(yīng)用引入無(wú)法得到鏈接，導(dǎo)致 電池的制造設(shè)備、工藝、流程、安全、性能以及電池成本等因素沒有得到合理的解決。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種抗腐蝕能力強(qiáng)、安全性能高、便于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的 硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種硫置入固體電解質(zhì)管中 的單管鈉硫電池裝置，包括一端開口的管狀金屬外殼，金屬外殼的管口處設(shè)置絕緣密封裝 置，金屬外殼內(nèi)設(shè)置陶瓷管，陶瓷管與金屬外殼的內(nèi)壁之間充填液體鈉，陽(yáng)電極棒穿過(guò)絕緣 密封裝置插入陶瓷管內(nèi)，陶瓷管內(nèi)充填液體硫，金屬外殼內(nèi)位于陶瓷管下方位置處設(shè)置用 于承托陶瓷管的底座。由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型抗腐蝕能力大大增強(qiáng)，克服了鈉置入陶瓷管中 的鈉硫電池的腐蝕缺陷，無(wú)需在陰極倉(cāng)內(nèi)壁作等離子噴涂處理，減少了等離子噴涂設(shè)備投 入和對(duì)噴涂材料選擇，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程中的工序。本實(shí)用新型同時(shí)改善了安全性能，在陶瓷 管一旦破損的情形下，更便于鈉和硫的分離。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置，包括一端開口的管狀金屬外殼 1，金屬外殼1的管口處設(shè)置絕緣密封裝置5，金屬外殼1內(nèi)設(shè)置陶瓷管2，陶瓷管2與金屬 外殼1的內(nèi)壁之間充填液體鈉9，陽(yáng)電極棒7穿過(guò)絕緣密封裝置5插入陶瓷管2內(nèi)，陶瓷管 2內(nèi)充填液體硫10，金屬外殼1內(nèi)位于陶瓷管2下方位置處設(shè)置用于承托陶瓷管2的底座 3，如圖1所示。底座3能夠減少上、下、左、右震動(dòng)對(duì)陶瓷管2造成的損傷，控制液體鈉9的 液面隨著溫度的變化而變化，以控制液體鈉9的上升流量。本實(shí)用新型中的陰極倉(cāng)被底座3分割成陰極反應(yīng)倉(cāng)和鈉儲(chǔ)存?zhèn)}，底座3上方的為陰極反應(yīng)倉(cāng)，底座3下方的為鈉存儲(chǔ)倉(cāng)， 這種結(jié)構(gòu)提高了安全性能，即使陶瓷管2 —旦破損，由于沒有大量鈉的集結(jié)，更便于液體鈉 9和液體硫10的分離。如圖1所示，所述的陶瓷管2為電解質(zhì)Al2O3管，陶瓷管2內(nèi)充填的液體硫10與絕 緣密封裝置5之間有空隙，該空隙用于盛放放電時(shí)生成的多硫化鈉Na2Sx。所述的絕緣密封 裝置5包括玻璃材質(zhì)的支架，支架的兩端密封固定在金屬外殼1的管口處，支架上設(shè)置的絕 緣體6與陶瓷管2的管口焊接，支架的中心設(shè)置上、下密封墊圈8，陽(yáng)電極棒7從兩個(gè)密封墊 圈8內(nèi)穿過(guò)。所述的底座3內(nèi)設(shè)置氣囊，底座3與陶瓷管2的配合面為圓球面。所述的金 屬外殼1的下端開設(shè)用于注入液體鈉9的開口，該開口處上安裝注入閥11。所述的伸入陶 瓷管2中的陽(yáng)電極棒7上包裹碳?xì)志W(wǎng)4，更便于電荷的收集和傳導(dǎo)。正常工作時(shí)，到達(dá)一定 溫度的時(shí)候，底座3向下沉進(jìn)行放電，液體鈉9在陶瓷管2界面處形成Na+，并遷移通過(guò)該陶 瓷管2與液體硫10發(fā)生反應(yīng)形成多硫化鈉Na2Sx，陶瓷管2的液體液面升高；充電時(shí)發(fā)生相 反的過(guò)程，即多硫化鈉Najx分解，Na+遷移回陰極倉(cāng)形成金屬Na，硫氧化成單質(zhì)S保留在陽(yáng) 極倉(cāng)，底座3上升，陶瓷管2的液體液面下降。本實(shí)用新型克服了原有的鈉置入陶瓷管2中的鈉硫電池的腐蝕缺陷，無(wú)需在陰極 倉(cāng)內(nèi)壁作等離子噴涂處理，減少了等離子噴涂設(shè)備投入和對(duì)噴涂材料選擇，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò) 程中的工序，抗腐蝕能力大大增強(qiáng)由于在設(shè)計(jì)上降低對(duì)材料的要求，大大降低電池的重量 從而提高了電池的比能；在總?cè)萘繉?duì)等的情形下，本實(shí)用新型的電解質(zhì)區(qū)域更大，電解質(zhì)的 活躍表面比例增強(qiáng)，峰值功率提高；應(yīng)用范圍廣泛，既可以應(yīng)用于固定電力存儲(chǔ)也可以用于 移動(dòng)的動(dòng)力儲(chǔ)能，比原有的鈉置入陶瓷管2管中的鈉硫電池更適合在電動(dòng)車上應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置，其特征在于包括一端開口的管 狀金屬外殼(1)，金屬外殼(1)的管口處設(shè)置絕緣密封裝置(5)，金屬外殼(1)內(nèi)設(shè)置陶瓷 管0)，陶瓷管O)與金屬外殼(1)的內(nèi)壁之間充填液體鈉(9)，陽(yáng)電極棒(7)穿過(guò)絕緣密 封裝置(5)插入陶瓷管O)內(nèi)，陶瓷管O)內(nèi)充填液體硫(10)，金屬外殼(1)內(nèi)位于陶瓷管 (2)下方位置處設(shè)置用于承托陶瓷管O)的底座(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置，其特征在于 所述的陶瓷管( 為電解質(zhì)Al2O3管，陶瓷管O)內(nèi)充填的液體硫(10)與絕緣密封裝置(5) 之間有空隙，所述的絕緣密封裝置( 包括玻璃材質(zhì)的支架，支架的兩端密封固定在金屬 外殼(1)的管口處，支架上設(shè)置的絕緣體(6)與陶瓷管O)的管口焊接，支架的中心設(shè)置 上、下密封墊圈(8)，陽(yáng)電極棒(7)從兩個(gè)密封墊圈(8)內(nèi)穿過(guò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置，其特征在于 所述的底座(3)內(nèi)設(shè)置氣囊，底座(3)與陶瓷管O)的配合面為圓球面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置，其特征在于 所述的金屬外殼(1)的下端開設(shè)用于注入液體鈉(9)的開口，該開口處上安裝注入閥(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置，其特征在于 所述的伸入陶瓷管⑵中的陽(yáng)電極棒(7)上包裹碳?xì)志W(wǎng)G)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種硫置入固體電解質(zhì)管中的單管鈉硫電池裝置，包括一端開口的管狀金屬外殼，金屬外殼的管口處設(shè)置絕緣密封裝置，金屬外殼內(nèi)設(shè)置陶瓷管，陶瓷管與金屬外殼的內(nèi)壁之間充填液體鈉，陽(yáng)電極棒穿過(guò)絕緣密封裝置插入陶瓷管內(nèi)，陶瓷管內(nèi)充填液體硫，金屬外殼內(nèi)位于陶瓷管下方位置處設(shè)置用于承托陶瓷管的底座。本實(shí)用新型抗腐蝕能力大大增強(qiáng)，克服了鈉置入陶瓷管中的鈉硫電池的腐蝕缺陷，無(wú)需在陰極倉(cāng)內(nèi)壁作等離子噴涂處理，減少了等離子噴涂設(shè)備投入和對(duì)噴涂材料選擇，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程中的工序。本實(shí)用新型同時(shí)改善了安全性能，在陶瓷管一旦破損的情形下，更便于鈉和硫的分離。
文檔編號(hào)H01M10/39GK201829579SQ201020559188
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者劉夢(mèng)月, 時(shí)璐, 李俊, 秦義恒, 秦杰軍, 秦磊, 韋昊 申請(qǐng)人:秦磊