本實用新型涉及一種鈉硫電池正極集流體。

背景技術：

鈉硫電池作為最具應用前景的儲能電池，已廣泛應用。正極集流體作為鈉硫電池的一核心部件，在電池中起到導電及支撐電池的作用，由于電池運行過程中正極熔融態(tài)的硫及多硫化鈉(Na₂S_x)具有強的腐蝕性能，若正極集流體耐蝕性能較差，電池性能會很快衰減，因此，電池正極集流體除需要具有良好的導電性、機械性能外，還需要具有強的耐蝕性能。

現有的鈉硫電池正極集流體主要有兩種材料，一種是具有較好耐蝕性的不銹鋼，如SUS316L等；另一種是采用表面具有耐蝕性涂層的鋁合金材料。對于不銹鋼基鈉硫電池來說，電池制造工藝復雜，電池壽命和安全性能至今還未有規(guī)?；瘧孟壤丫哂锈c硫電池規(guī)?；瘧玫娜毡綨GK公司采用鋁合金作為電池集流體，鋁合金表面進行涂層處理。然而，對于鋁合金正極集流體而言，在其表面進行涂層處理價格昂貴，國內尚未找到技術可靠，且可規(guī)模化生產價格合理的供應商。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種鈉硫電池正極集流體，可有效防止正極活性物質的腐蝕，適用于鋁合金基鈉硫電池。

實現上述目的的技術方案是：一種鈉硫電池正極集流體，包括從下至上依次同軸設置的底蓋、外殼、鋼鋁過渡環(huán)和緩沖結構件，其中：

所述外殼呈內部中空結構；

所述底蓋封堵在所述外殼的下端開口，且所述底蓋與所述外殼的底端通過激光焊接連接在一起；

所述鋼鋁過渡環(huán)由下部的不銹鋼環(huán)和上部的鋁合金環(huán)組成，所述不銹鋼環(huán)的頂端和鋁合金環(huán)的底端通過摩擦焊接連接在一起；

所述鋼鋁過渡環(huán)的底端與所述外殼的頂端通過激光焊接連接在一起；

所述鋼鋁過渡環(huán)的頂端與所述緩沖結構件的底端通過激光焊接連接在一起。

上述的一種鈉硫電池正極集流體，其中，所述不銹鋼環(huán)和鋁合金環(huán)的摩擦焊接的焊縫氣密性要求漏率≤5.0*10-8Pa·m³s^-1；焊接強度要求所述不銹鋼環(huán)和鋁合金環(huán)的結合強度不低于所述鋁合金環(huán)的母材強度；接頭抗熱性能要求經過10次熱震測試后氣密性和強度不發(fā)生變化。

上述的一種鈉硫電池正極集流體，其中，所述底蓋、外殼和不銹鋼環(huán)分別由SUS316L不銹鋼材料制成；所述鋁合金環(huán)由3003鋁合金材料制成。

上述的一種鈉硫電池正極集流體，其中，所述緩沖結構件由塑性變形材料制成。

上述的一種鈉硫電池正極集流體，其中，所述底蓋與所述外殼的激光焊接的焊接深度為焊接至焊縫坡口底部。

上述的一種鈉硫電池正極集流體，其中，所述鋼鋁過渡環(huán)與所述外殼的激光焊接的焊接深度為焊接至焊縫坡口底部。

上述的一種鈉硫電池正極集流體，其中，所述鋼鋁過渡環(huán)與所述緩沖結構件的激光焊接的焊接深度為焊接至焊縫坡口底部。

本實用新型的鈉硫電池正極集流體，通過結合SUS316L不銹鋼的強抗腐蝕性能和鋁合金基鈉硫電池的封接特性，采用鋼鋁過渡結合的正極集流體作為新開發(fā)鋁合金基鈉硫電池的集流體，可有效解決鋁合金基鈉硫電池的集流體腐蝕問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的鈉硫電池正極集流體的結構示意圖；

圖2a為圖1中A部分的放大示意圖；

圖2b為圖1中B部分的放大示意圖；

圖2c為圖1中C部分的放大示意圖；

圖3為本實用新型的鈉硫電池正極集流體的鋼鋁過渡環(huán)的結構示意圖；

圖4為采用本實用新型的鈉硫電池正極集流體的鈉硫電池的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的技術人員能更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對其具體實施方式進行詳細地說明：

請參閱圖1至圖3，本實用新型的最佳實施例，一種鈉硫電池正極集流體，包括從下至上依次同軸設置的底蓋1、外殼2、鋼鋁過渡環(huán)3和緩沖結構件4。

外殼2呈內部中空結構；底蓋1封堵在外殼2的下端開口，且底蓋1與外殼2的底端通過激光焊接連接在一起，底蓋1與外殼2的激光焊接H1的焊接深度為焊接至焊縫坡口底部(見圖2a)。

鋼鋁過渡環(huán)3由下部的不銹鋼環(huán)32和上部的鋁合金環(huán)31組成(見圖3)，不銹鋼環(huán)32的頂端和鋁合金環(huán)31的底端通過摩擦焊接連接在一起；不銹鋼環(huán)32和鋁合金環(huán)31的摩擦焊接MH1的焊縫氣密性要求漏率(He檢)≤5.0*10-8Pa·m³s^-1；焊接強度要求不銹鋼環(huán)32和鋁合金環(huán)31的結合強度不低于鋁合金環(huán)31的母材強度；接頭抗熱性能要求經過10次熱震測試后氣密性和強度不發(fā)生變化。

鋼鋁過渡環(huán)3的底端與外殼2的頂端通過激光焊接連接在一起，鋼鋁過渡環(huán)3與外殼2的激光焊接H2的焊接深度為焊接至焊縫坡口底部(見圖2b)；鋼鋁過渡環(huán)3的頂端與緩沖結構件4的底端通過激光焊接連接在一起，鋼鋁過渡環(huán)3與緩沖結構件4的激光焊接H3的焊接深度為焊接至焊縫坡口底部(見圖2c)。

底蓋1、外殼2和不銹鋼環(huán)32分別由SUS316L不銹鋼材料制成，該部分在電池中與正極活性物質硫及多硫化鈉(Na₂S_x)接觸，其余部分不與正極活性物質接觸，因此，該正極集流體可有效防止正極活性物質的腐蝕，適用于鋁合金基鈉硫電池；鋁合金環(huán)31由3003鋁合金材料制成，該部分在電池中不與正極活性物質硫及多硫化鈉(Na₂S_x)接觸。

緩沖結構件4由塑性變形材料制成，緩沖結構件4具有塑性變形功能，當電池升溫或降溫過程中，由于正極活性物質的熔化或凝固，緩沖結構件4起到緩沖作用，防止其它部位的損壞。

請參閱圖4，本實用新型的鈉硫電池正極集流體在鈉硫電池結構中，電池的正、負極電極由絕緣陶瓷環(huán)11進行阻隔，位于絕緣陶瓷環(huán)11外部的底蓋1、外殼2、鋼鋁過渡環(huán)3、緩沖結構件4、正極封接環(huán)5、正極極耳6和硫電極7為電池的正極部分；電池電解質隔膜8起到阻隔正負極活性物質直接接觸，同時可以導通鈉離子作用；，位于絕緣陶瓷環(huán)11內部的金屬鈉9、安全管10、負極封接環(huán)12、負極密封蓋13和負極極耳14為電池的負極部分。

綜上所述，本實用新型的鈉硫電池正極集流體，通過結合SUS316L不銹鋼的強抗腐蝕性能和鋁合金基鈉硫電池的封接特性，采用鋼鋁過渡結合的正極集流體作為新開發(fā)鋁合金基鈉硫電池的集流體，可有效解決鋁合金基鈉硫電池的集流體腐蝕問題。

本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內。