專利名稱：一種鈉硫電池保護(hù)套及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儲(chǔ)能領(lǐng)域的一種鈉硫電池保護(hù)套及其制備方法。
背景技術(shù)：
鈉硫電池是一種高溫固體電解質(zhì)蓄電池，正極活性物質(zhì)是硫，負(fù)極活性物質(zhì)是鈉，用傳導(dǎo)鈉離子的陶瓷作電解質(zhì)兼隔膜，鈉硫電池密封在一個(gè)不銹鋼管內(nèi)，工作溫度為300-350°C。將若干個(gè)鈉硫電池通過特定的串并聯(lián)方式放入專用保溫箱內(nèi)組成鈉硫電池模塊。鈉硫電池在運(yùn)行狀態(tài)下其正負(fù)極均為液態(tài)并具有較高的內(nèi)壓，現(xiàn)有的不銹鋼外殼焊接工藝很難保證鈉硫電池在高內(nèi)壓狀態(tài)下不發(fā)生泄漏，而鈉硫電池發(fā)生泄漏后首先將腐蝕模塊內(nèi)各鈉硫電池間的連接線，增加鈉硫電池模塊的內(nèi)阻；其次，泄漏物具有導(dǎo)電性，可能導(dǎo)致泄漏的鈉硫電池附近的鈉硫電池發(fā)生短路，造成局部溫度激增，引發(fā)事故。因此，在現(xiàn)有的焊接工藝條件下，如何提高鈉硫電池模塊的安全性尤為關(guān)鍵，即如何保證單個(gè)鈉硫電池發(fā)生泄漏時(shí)危害不擴(kuò)散。現(xiàn)有的解決方法是將鈉硫電池置于氧化鋁陶瓷坩堝內(nèi)，但為了提高鈉硫電池模塊的體積能量密度，各氧化鋁坩堝間緊密接觸，而氧化鋁在高溫下將發(fā)生膨脹，導(dǎo)致氧化鋁坩堝在運(yùn)行溫度下容易發(fā)生相互擠壓，喪失保護(hù)作用。此外，氧化鋁坩堝重量大，降低鈉硫電池模塊的能量密度，價(jià)格高，增加鈉硫電池模塊的成本，不能大規(guī)模使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈉硫電池保護(hù)套，該鈉硫電池保護(hù)套質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，并能克服氧化鋁陶瓷坩堝易因?yàn)橄嗷D壓而破碎的弱點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種鈉硫電池保護(hù)套，包括通心管和粘結(jié)固定在所述通心管底部的底座，所述底座將所述通心管的底部封閉，所述通心管和所述底座都是由金云母制成的。進(jìn)一步的，所述通心管包括通心管本體，所述通心管本體具有由金云母紙卷繞粘結(jié)而成的多層結(jié)構(gòu)，所述底座是由金云母片制成的。進(jìn)一步的，所述的通心管本體的外圓周上粘接外筒，所述外筒是由單層金云母紙卷曲而成的。進(jìn)一步的，所述底座的頂面的圓周上設(shè)有臺階結(jié)構(gòu)，所述通心管的底面以及所述通心管內(nèi)圓周的底部與所述的臺階結(jié)構(gòu)粘結(jié)固定。進(jìn)一步的,所述底座與所述通心管內(nèi)圓周的底部通過固定銷徑向固定,所述的固定銷也是由金云母片制成的。實(shí)現(xiàn)上述目的的另一種技術(shù)方案是:一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法，包括下列步驟:制坯步驟:將金云母紙?jiān)谡辰Y(jié)劑溶液中雙面掛漿后，在圓柱形的滾筒模上卷繞粘結(jié)成為具有由金云母紙卷繞而成的多層結(jié)構(gòu)的內(nèi)坯體；高溫膠連步驟:將所述的內(nèi)坯體從所述的滾筒模上脫模，并在1000 1200°C下固化24小時(shí)，固化成為通心管；裝配步驟:將所述通心管的底部與底座粘結(jié)固定，將所述通心管的底部封閉，制成熟坯,再將所述熟坯在800 900°C下固化8小時(shí)，固化成為鈉硫電池保護(hù)套。進(jìn)一步的，高溫膠連步驟中，先沿所述的內(nèi)坯體的外圓周再粘結(jié)一圈金云母紙，形成外坯體，再將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起從所述的滾筒模上脫模，然后將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起在1000 1200°C下固化24小時(shí)，所述的內(nèi)坯體形成通心管的通心管本體，所述的外坯體形成通心管的外筒。進(jìn)一步的，裝配步驟中，沿所述底座頂面的圓周加工階梯結(jié)構(gòu)，并將所述通心管的底面以及所述通心管內(nèi)圓周的底部與所述的階梯結(jié)構(gòu)粘結(jié)固定。進(jìn)一步的，裝配步驟中在所述熟坯的底部鉆徑向盲孔，并在所述的徑向盲孔中插入由金云母片制成的固定銷，將所述的底座與所述的通心管徑向固定。再進(jìn)一步的，裝配步驟中所述的固定銷與所述徑向盲孔的孔壁之間通過粘結(jié)劑固定。采用了本發(fā)明的一種鈉硫電池保護(hù)套的技術(shù)方案，即包括通心管和粘結(jié)固定在所述通心管底部的底座，所述底座將所述通心管的底部封閉，所述通心管和所述底座都是由金云母制成的鈉硫電池保護(hù)套的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:鈉硫電池保護(hù)套質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，并能克服氧化鋁陶瓷坩堝易因?yàn)闊崤蛎浐拖嗷D壓而破碎的弱點(diǎn)，保證了鈉硫電池模塊的安全運(yùn)行。相應(yīng)地，采用了本發(fā)明的一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法的技術(shù)方案，即先由金云母紙，通過制坯步驟和高溫膠連步驟制備通心管，再將所述通心管的底部與底座粘結(jié)固定，使所述通心管的底部封閉的技術(shù)方案。其得到的鈉硫電池保護(hù)套，質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，并能克服氧化鋁陶瓷坩堝易因?yàn)闊崤蛎浐拖嗷D壓而破碎的弱點(diǎn)，保證了鈉硫電池模塊的安全運(yùn)行。


圖1為本發(fā)明的一種鈉硫電池保護(hù)套的主視2為本發(fā)明的一種鈉硫電池保護(hù)套中底座的主視圖。圖3為圖1中A部分的放大示意圖。圖4為本發(fā)明的一種鈉硫電池保護(hù)套中底座的俯視圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1至圖4，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明:請參閱圖1至圖4，本發(fā)明的一種鈉硫電池保護(hù)套，包括通心管I和底座2，通心管I的底部與底座2粘結(jié)固定，將通心管I的底部封閉。本發(fā)明中，通心管I和底座2都是由金云母制成的。具體地說，通心管I是由金云母紙制成的，底座2是由金云母片制成的。請參閱圖4，通心管I包括通心管本體11和粘接在通心管本體11外圓周上的外筒12，外筒12是由單層金云母紙卷曲成的，通心管本體I具有由金云母紙卷繞粘結(jié)而成的多層結(jié)構(gòu)。所述多層結(jié)構(gòu)中的層與層之間，以及通心管本體I與外筒12之間均通過粘結(jié)劑的粘結(jié)固定，本實(shí)施例中所選用的粘結(jié)劑為有機(jī)硅粘結(jié)劑。
本實(shí)施例中，外筒12的作用在于:防止在制備通心管I的過程中，通心管本體11的所述多層結(jié)構(gòu)中，發(fā)生層與層之間的分離，使通心管本體11的結(jié)構(gòu)變得松散，以保證通心管I的力學(xué)強(qiáng)度。通心管1，其內(nèi)徑應(yīng)比鈉硫電池的外徑大I 1.5mm,以方便鈉硫電池的安裝和拆卸。底座2是由金云母片制成的，底座2設(shè)有位于底座2頂面的圓周上的階梯結(jié)構(gòu)，通心管I的底面以及通心管I內(nèi)圓周的底部通過粘結(jié)劑與所述的階梯結(jié)構(gòu)粘結(jié)固定，使通心管I的底部與底座2固定。設(shè)置所述階梯結(jié)構(gòu)的目的在于:保證通心管I與底座2的準(zhǔn)確定位。將通心管I的底面以及通心管I內(nèi)圓周的底部與所述階梯結(jié)構(gòu)粘結(jié)固定的粘結(jié)劑也為有機(jī)硅粘結(jié)劑。同時(shí),通心管I和底座2的底部還通過固定銷3徑向固定,并且固定銷3與通心管1，以及固定銷3與通心管I之間通過粘結(jié)劑粘結(jié)固定，以防止固定銷3的脫落。該粘結(jié)劑也為有機(jī)娃粘結(jié)劑。通心管I和底座2的底部還通過固定銷3徑向固定的目的在于提聞納硫電池保護(hù)套底部的密封性，防止從鈉硫電池內(nèi)泄漏的物質(zhì)再從鈉硫電池保護(hù)套底部進(jìn)一步泄漏。本實(shí)施例中，本發(fā)明的一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法包括下了步驟:制坯步驟:首先按照通心管I的內(nèi)徑，即所述鈉硫電池保護(hù)套內(nèi)徑的要求制作滾筒模，并將滾筒模安裝在卷繞機(jī)上。金云母紙經(jīng)過裝有粘結(jié)劑溶液的膠料池，使金云母紙雙面掛漿，即金云母紙的雙面都粘附上粘結(jié)劑溶液，然后啟動(dòng)卷繞機(jī)，使金云母紙勻速卷繞到所述的滾筒模上，形成具有由金云母紙卷繞粘結(jié)而成的多層結(jié)構(gòu)的內(nèi)坯體。制坯步驟中所使用的粘結(jié)劑溶液為有機(jī)硅粘結(jié)劑溶液。高溫膠連步驟:為防止所述的內(nèi)坯體在該步驟中變松散，而使最終制得的鈉硫電池保護(hù)套的強(qiáng)度降低和變形，沿所述的內(nèi)坯體的外圓周再粘結(jié)一圈單層金云母紙，形成外坯體。將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起從所述的滾筒模上脫模。然后將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起放入1000 1200°C的馬弗爐中固化24小時(shí)，形成通心管I后出爐。所述的內(nèi)坯體形成具有由金云母紙卷繞粘結(jié)而成的多層結(jié)構(gòu)的通心管本體11，所述的外坯體形成外筒12。裝配步驟:通心管I出爐后切割成規(guī)定的高度。取金云母板，加工底座2和固定銷3，并沿著底座2頂面的圓周，切削階梯結(jié)構(gòu)。接著在底座2的階梯結(jié)構(gòu)上涂覆一層有機(jī)硅粘結(jié)劑，并將通心管I的底面和通心管本體11內(nèi)圓周的底部與所述的階梯結(jié)構(gòu)粘結(jié)固定，制得熟坯。然后用鉆頭，在所述熟坯的底部，沿所述熟坯的徑向，打徑向盲孔4，再在所述徑向盲孔4的孔壁上涂覆有機(jī)硅粘結(jié)劑，并插入固定銷3，使所述熟坯的底部與底座2徑向固定。最后把熟坯放入1000 1200°C的馬弗爐中固化8小時(shí)，制得鈉硫電池保護(hù)套。鈉硫電池保護(hù)套的制備過程中使用有機(jī)硅粘結(jié)劑的原因在于:有機(jī)硅粘結(jié)劑高溫性能好，有利于增加鈉硫電池保護(hù)套的強(qiáng)度。本發(fā)明的鈉硫電池保護(hù)套作為鈉硫電池模塊中使用的安全防護(hù)結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的氧化鋁陶瓷坩堝相比，具有質(zhì)量輕，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。此外，該鈉硫電池保護(hù)套在高溫下具有一定的柔性，克服了氧化鋁陶瓷坩堝易因?yàn)橄嗷D壓而破碎的弱點(diǎn)，提高了安全可靠性。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鈉硫電池保護(hù)套，包括通心管(I)和粘結(jié)固定在所述通心管底部的底座(2)，所述底座(2)將所述通心管(I)的底部封閉，其特征在于:所述通心管(I)和所述底座(2)都是由金云母制成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈉硫電池保護(hù)套，其特征在于:所述通心管(I)包括通心管本體(11)，所述通心管本體(11)具有由金云母紙卷繞粘結(jié)而成的多層結(jié)構(gòu)，所述底座(2)是由金云母片制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鈉硫電池保護(hù)套，其特征在于:所述的通心管本體(11)的外圓周上粘接外筒(12)，所述外筒(12)是由單層金云母紙卷曲而成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鈉硫電池保護(hù)套，其特征在于:所述底座(2)的頂面的圓周上設(shè)有臺階結(jié)構(gòu)，所述通心管(I)的底面以及所述通心管(I)內(nèi)圓周的底部與所述的臺階結(jié)構(gòu)粘結(jié)固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鈉硫電池保護(hù)套，其特征在于:所述底座(2)與所述通心管(I)內(nèi)圓周的底部通過固定銷(3)徑向固定，所述的固定銷(3)是由金云母片制成的。
6.一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法，包括下列步驟: 制坯步驟:將金云母紙?jiān)谡辰Y(jié)劑溶液中雙面掛漿后，在圓柱形的滾筒模上卷繞粘結(jié)成為具有由金云母紙卷繞而成的多層結(jié)構(gòu)的內(nèi)坯體； 高溫膠連步驟:將所述的內(nèi)坯體從所述的滾筒模上脫模，并在1000 1200°C下固化24小時(shí)，固化成為通心管(I); 裝配步驟:將所述通心管(I)的底部與底座(2)粘結(jié)固定，將所述通心管(I)的底部封閉，制成熟坯，再將所述熟坯在800 900°C下固化8小時(shí)，固化成為鈉硫電池保護(hù)套。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法，其特征在于:高溫膠連步驟中，先沿所述的內(nèi)坯體的外圓周再粘結(jié)一圈金云母紙，形成外坯體，再將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起從所述的滾筒模上脫模，然后將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起在1000 1200°C下固化24小時(shí),所述的內(nèi)坯體形成通心管(I)的通心管本體(11),所述的外坯體形成通心管(I)的外筒(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法，其特征在于:裝配步驟中，沿所述底座(2)頂面的圓周加工階梯結(jié)構(gòu)，并將所述通心管(I)的底面以及所述通心管(I)內(nèi)圓周的底部與所述的階梯結(jié)構(gòu)粘結(jié)固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法，其特征在于:裝配步驟中在所述熟坯的底部鉆徑向盲孔(4)，并在所述的徑向盲孔(4)中插入由金云母片制成的固定銷(3)，將所述的底座(2)與所述的通心管(I)徑向固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法，其特征在于:裝配步驟中所述的固定銷(3)與所述徑向盲孔(4)的孔壁之間通過粘結(jié)劑固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了儲(chǔ)能領(lǐng)域的一種鈉硫電池保護(hù)套，包括通心管和粘結(jié)固定在所述通心管底部的底座，所述底座將所述通心管的底部封閉，所述通心管和所述底座都是由金云母制成的。其技術(shù)效果是鈉硫電池保護(hù)套質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，并能克服氧化鋁陶瓷坩堝易因?yàn)闊崤蛎浐拖嗷D壓而破碎的弱點(diǎn)，保證了鈉硫電池模塊的安全運(yùn)行。本發(fā)明還提供了儲(chǔ)能領(lǐng)域的一種鈉硫電池保護(hù)套的制備方法的技術(shù)方案，即先由金云母紙，通過制坯步驟和高溫膠連步驟制備通心管，再通過裝配步驟將所述通心管的底部與底座粘結(jié)固定，使所述通心管的底部封閉。
文檔編號H01M2/02GK103137911SQ20131007226
公開日2013年6月5日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者楊建平, 茅雁, 樓曉東, 周日生, 劉宇, 祝銘, 趙沛然 申請人:上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司