[發明專利]一種鈉硫電池

有效

• 申請號: 201210537640.7
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103123988A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 龔明光;劉宇;茅雁;祝銘;周日生;陸志清
• 申請（專利權）人: 上海電氣鈉硫儲能技術有限公司
• 主分類號: H01M10/39
• 分類號: H01M10/39
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 黃美英

技術領域

本發明涉及儲能領域的一種鈉硫電池。

背景技術

鈉硫電池的核心關鍵部件是β”-Al₂O₃制成的陶瓷電解質管，鈉硫電池循環壽命在很大程度上取決于陶瓷電解質管的質量。一旦陶瓷電解質管有微裂紋或者破裂，液態鈉和液態硫將直接接觸并發生劇烈反應，溫度最高可達2000℃，瞬間熔化鈉硫電池內的儲鈉管等金屬部件，造成液態鈉和液態硫的泄漏。

現有鈉硫電池主要由金屬外殼,陶瓷電解質管以及儲鈉管組成,另外液態鈉和液態硫充當活性物質，金屬外殼作為電流收集體并儲存液態硫,儲鈉管是液態鈉的儲存容器,并且限制液態鈉的流速。現有鈉硫電池的安全結構主要是利用陶瓷電解質管和儲鈉管膨脹系數之間的差異，當鈉硫電池溫度升高時，儲鈉管的膨脹程度大于陶瓷電解質管的膨脹程度，儲鈉管的外側壁與陶瓷電解質管內壁之間的間隙被封閉，儲鈉管內的液態鈉不再流入至該間隙中,限制了液態鈉和液態硫的反應,但是一旦溫度降低,液態鈉和液態硫將繼續反應,儲鈉管的疲勞強度降低。現有的陶瓷電解質管的底面和儲鈉管底面,都是半球形的，它們的圓度都存在一定公差，同時，陶瓷電解質管的長度也存在一定的偏差，這樣，儲鈉管的外側壁與陶瓷電解質管內壁之間的間隙很難被有效地封閉，同時儲鈉管的底面還對陶瓷電解質管內壁的底面產生壓應力，一旦陶瓷電解質管發生破裂，儲鈉管損壞，大量的液態鈉從儲鈉管底部的通孔直接流出，與液態硫發生劇烈反應。因此現有技術陶瓷電解質管尺寸的尺寸精度要求很高，增加了鈉硫電池的制造成本。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種鈉硫電池，其能在儲鈉管底面的通孔得到有效封閉的情況下，降低對陶瓷電解質管尺寸的尺寸精度要求，降低鈉硫電池的制造成本。

實現上述目的的一種技術方案是：一種鈉硫電池陶瓷電解質管，包括陶瓷電解質管和套接在所述陶瓷電解質管內的儲鈉管，所述儲鈉管的底面設有至少一個通孔，所述儲鈉管和所述陶瓷電解質管之間形成鈉硫電池的陰極室，

所述儲鈉管的底面是平的，所述儲鈉管的正下方，設有儲鈉管半球體，所述儲鈉管與所述儲鈉管半球體之間留有間隙，所述儲鈉管半球體與所述陶瓷電解質管內壁的底面之間設有纖維緩沖層，該纖維緩沖層對液態鈉不潤濕。

進一步的，所述陰極室內,設有緊貼在所述陶瓷電解質管內側壁上的金屬纖維布和緊貼在所述金屬纖維布表面的金屬箔，所述金屬纖維布與所述陶瓷電解質管的內側壁之間形成若干與所述陶瓷電解質管軸向平行的毛細管間隙，所述金屬纖維布對液態鈉潤濕。

進一步的，所述儲鈉管半球體和所述儲鈉管之間設有導向機構,所述導向機構包括一塊位于所述儲鈉管內的隔板，以及連接所述隔板和所述儲鈉管半球體頂面的導向部件。

進一步的，所述纖維緩沖層是由碳纖維制成的。

再進一步的，所述金屬纖維布是由304不銹鋼或者316不銹鋼制成的，所述金屬箔是由奧氏體不銹鋼制成的，所述金屬纖維布與所述金屬箔通過激光點焊固定在一起。

進一步的，所述儲鈉管的側壁設有波紋管結構。

采用了本發明的一種鈉硫電池的技術方案，即鈉硫電池的儲鈉管的底面是平的，并且設有若干通孔，儲鈉管的正下方設有儲鈉管半球體，儲鈉管的底面與儲鈉管半球體之間留有間隙，儲鈉管半球體與陶瓷電解質管內壁的底面之間設有對液態鈉不潤濕的纖維緩沖層的技術方案。其技術效果是：第一，在儲鈉管底面的通孔能得到有效封堵的情況下，降低對陶瓷電解質管尺寸的尺寸精度要求，降低鈉硫電池的制造成本。第二，減少了儲鈉管對陶瓷電解質管內壁底面的壓應力，減少了陶瓷電解質管破裂的概率，即使陶瓷電解管破裂，也可減小液態鈉的流速，控制液態鈉與液態硫的反應。

附圖說明

圖1為本發明的一種鈉硫電池的結構示意圖。

圖2為圖1中A部分的放大示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1和圖2，本發明的發明人為了能更好地對本發明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結合附圖進行詳細地說明：