一種用于千瓦級儲電設(shè)施的液態(tài)金屬電池模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于儲能電池領(lǐng)域，適用于大型的儲電電站，具體為一種用于千瓦級儲電設(shè)施的液態(tài)金屬電池模組。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電力都是發(fā)電后立即使用，這樣導(dǎo)致，用電高峰時電力不夠，低谷時電力過剩。從國家角度，造成了浪費，從用戶角度，階梯電價，增加了企業(yè)的用電成本。社會和市場迫切需求一個合適的大型電池，從普通用戶角度，用低谷的電價給電池充電，在高峰時使用，降低用電成本；從國家角度，可以充分利用好水能，太陽能，風(fēng)能等自然資源。
[0003]經(jīng)濟試算:以某款液態(tài)電池為例，實際成本為500元/kWh。例如，某工廠平均每天高峰用電量為200kWh (度)，如果該工廠購買一個液態(tài)電池，低谷充電，高峰用，幾年能收回購買成本？高峰低谷電價差按0.5元/度計算。購買成本=500元/kWh X 200kffh = 10萬元，每天節(jié)省電費=200kffh X 0.5元/度=100元，收回成本年數(shù)=10萬元/ 100元=1000天=2.7年，液態(tài)電池至少能用15年。經(jīng)濟價值可觀。
[0004]2011年，國家電網(wǎng)跟比亞迪合作開發(fā)了一個電池蓄能電站，耗資5億美元，如果用液態(tài)金屬電池，成本不超過5百萬美金，并且液態(tài)電池的壽命更長，維護成本更低，可見，液態(tài)電池前景非常好。
[0005]人們對液態(tài)電池的研究由來已久，1901，有科學(xué)家提出液態(tài)金屬電池的理論，稱為"Hoopes Cell” ；整個20世紀，包括通用公司，國際原子實驗室，阿貢國家實驗室，福特等對液態(tài)金屬電池都有研究；2006年，麻省理工大學(xué)團隊重提該技術(shù)，2010年，麻省理工大學(xué)團隊成立公司，得到包括比爾蓋茨在內(nèi)的投資超過I億美金，隨著新材料技術(shù)的不斷提高，液態(tài)電池有一個很好的前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一種用于千瓦級儲電設(shè)施的液態(tài)金屬電池模組，其結(jié)構(gòu)組成包括保溫盒21，加熱管保護套22，加熱管23，單個電池24，溫控系統(tǒng)25，外殼26，保溫蓋27和外殼蓋28。
[0007]在運行時，先由外部電源給整個系統(tǒng)加熱，直至系統(tǒng)正常工作，系統(tǒng)正常工作后，外部電源斷開，保溫層阻止絕大部分溫度的流失，在電池充放電的過程中，電池內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量來補充流失的溫度，另外，溫控系統(tǒng)會對系統(tǒng)溫度實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)，保證溫度在工作溫度范圍內(nèi)。
[0008]保溫盒21和保溫蓋27的材料為硅酸鋁陶瓷纖維。外殼26和外殼蓋28為不銹鋼材料，焊接在一起，密封，最大程度減少外界環(huán)境對電池的影響，電池正常工作后，電池內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量不足以充分補充系統(tǒng)所需熱量時，溫控系統(tǒng)25會利用電池的電量，通過加熱管23來補充系統(tǒng)缺失的熱量，所耗的電量占電池總量的很小部分。
【附圖說明】
[0009]圖1為電池內(nèi)部示意圖，構(gòu)成為電池單元11，電池正極12，電池負極13。
[0010]圖2為電池組件的中心剖面圖，其結(jié)構(gòu)組成包括保溫盒21，加熱管保護套22，加熱管23，單個電池24，溫控系統(tǒng)25，外殼26，保溫蓋27和外殼蓋28。
[0011]圖3為電池原型。
【具體實施方式】
[0012]用不同的電池材料，制作了兩種電池。
[0013]其中一種負極材料選用金屬鎂，正極材料選用的是金屬銻，電解質(zhì)為氯的化合物，設(shè)定的環(huán)境溫度為700°C。
[0014]另一種負極材料選用金屬鋰，正極材料選用的是金屬銻和鉛，電解質(zhì)為鋰的化合，設(shè)定的環(huán)境溫度為450°C。
[0015]將封裝好的電池放入高溫箱，設(shè)定好對應(yīng)的溫度值，電池正常工作后，即可向外輸出電能。
【主權(quán)項】
1.一種用于千瓦級儲電設(shè)施的液態(tài)金屬電池模組，其結(jié)構(gòu)組成包括保溫盒21，加熱管保護套22，加熱管23，單個電池24，溫控系統(tǒng)25，外殼26，保溫蓋27和外殼蓋28，在運行時，先由外部電源給整個系統(tǒng)加熱，直至系統(tǒng)正常工作，系統(tǒng)正常工作后，外部電源斷開，保溫層阻止絕大部分溫度的流失，在電池充放電的過程中，電池內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量來補充流失的溫度，另外，溫控系統(tǒng)會對系統(tǒng)溫度實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)，保證溫度在工作溫度范圍內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述，一個模組由一定數(shù)量的單個電池24通過串聯(lián)并聯(lián)的方式集合在一起，構(gòu)成最后產(chǎn)品的輸出電壓和功率。3.如權(quán)利要求1所述，保溫盒21和保溫蓋27的材料為硅酸鋁陶瓷纖維。4.如權(quán)利要求1所述，外殼26和外殼蓋28為不銹鋼材料，焊接在一起，密封，最大程度減少外界環(huán)境對電池的影響。5.如權(quán)利要求1所述，電池正常工作后，電池內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量不足以充分補充系統(tǒng)所需熱量時，溫控系統(tǒng)25會利用電池的電量，通過加熱管23來補充系統(tǒng)缺失的熱量，所耗的電量占電池總量的很小部分。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于千瓦級儲電設(shè)施的液態(tài)金屬電池模組，屬于電池儲能領(lǐng)域，適用于大型儲電設(shè)施。具體地說，把單個的液態(tài)金屬電池通過串聯(lián)并聯(lián)的方式，集合在一起，組成一個模組。單個電池是通過熔融狀態(tài)即液態(tài)金屬的氧化還原反應(yīng)，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，金屬呈液態(tài)是該電池的特點，利用液體的流動性，具有超快的電荷傳遞，低歐姆損失的特性。這樣組合而成的電池模組具有使用壽命長，維護成本低等特點。其組成包括：保溫盒，加熱管保護套，加熱管，單個電池，溫控系統(tǒng)，外殼，保溫蓋和外殼蓋。
【IPC分類】H01M10/657, H01M10/615, H01M10/658, H01M10/647
【公開號】CN105186064
【申請?zhí)枴緾N201510514549
【發(fā)明人】王建平, 黃土琛, 鄭雅倫
【申請人】王建平
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月20日