[發明專利]一種用于鈉硫電池的安全結構

有效

• 申請號: 201210537659.1
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103123986A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 龔明光;潘紅濤;韓金鐸;茅雁;劉宇;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: H01M10/38
• 分類號: H01M10/38
• 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用于鈉硫電池的安全結構。

背景技術

鈉硫電池的核心關鍵材料是β”-Al₂O₃制成的陶瓷電解質管，電池循環壽命在很大程度上取決于陶瓷電解質管的質量性能。一旦陶瓷電解質管有微裂紋或者破裂，液態鈉和液態硫直接接觸發生劇烈反應，溫度最高可達2000℃，瞬間熔化鈉硫電池中金屬組件，造成活性物質泄漏。因此必須在鈉硫電池中設計安全結構，避免上述情況的發生。

如圖1所示，在申請日為2011年12月16日，申請號為201120528962.6，名稱為鈉硫電池的專利申請中公布了一種技術方案，該方案中的鈉硫電池包括從外向內依次套接的陶瓷電解質管1、安全管100和儲鈉管2，儲鈉管2的底面上開有底部通孔21。鈉硫電池工作時，安全管100與陶瓷電解質管1之間形成鈉硫電池的陰極室R1，陰極室的寬度為0.01～0.1mm。儲鈉管2中儲存的液態鈉，先從底部通孔21中流出，進入儲鈉管2與安全管100之間的安全間隙R3，并沿著安全間隙R3上升，然后，液態鈉從安全管100的頂部溢出，進入陰極室R1，并通過陶瓷電解質管1與陽極室R2內的液態硫發生反應，生成多硫化鈉。當陶瓷電解質管1破裂時，隨著電池溫度的升高，安全管100和陶瓷電解質管1膨脹，由于安全管100是由不銹鋼或鋁合金制成的，陶瓷電解質管是由β”-Al₂O₃制成的，因此安全管100的膨脹程度遠大于陶瓷電解質管1，因此，陶瓷電解質管1和安全管100之間的陰極室R1封閉，防止反應進一步進行。

這樣設計的缺陷在于：安全管100的長度增加，增加了材料的消耗，另外一方面，陶瓷電解質管1加工精度有著嚴格的要求，比如陶瓷電解質管1底面的圓度偏差必須小于0.04mm，增加了制造成本，更為關鍵的是，安全管100和陶瓷電解質管1之間的間隙無法永久封閉。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種用于鈉硫電池的安全結構，其能夠在陶瓷電解質管破裂或出現微裂紋時，防止液態鈉流入鈉硫電池的陰極室的同時，降低對陶瓷電解質管加工精度的要求。

實現上述目的的一種技術方案是：一種用于鈉硫電池的安全結構，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，所述陶瓷電解質管和儲鈉管之間形成陰極室；

所述儲鈉管的底部連接一儲鈉管半球，所述儲鈉管和所述儲鈉管半球之間設有隔板，該隔板上開有至少一個第一通孔；所述儲鈉管半球底面的中心設有第二通孔，所述第二通孔的正上方，設有與所述隔板底面彈性連接，并能將所述第二通孔封閉的封堵部件。

進一步的，所述封堵部件與所述隔板之間通過熔絲和彈簧連接，所述熔絲的熔點小于所述彈簧的熔點，且所述彈簧始終處于壓縮狀態。

進一步的，所述隔板的底面上，圍繞所述封堵部件設有導向部件。

再進一步的，所述隔板的底面上，圍繞所述封堵部件設有導向部件，所述導向部件與所述隔板連接處設有徑向小孔，所述熔絲通過該徑向小孔與所述隔板的底面固定。

進一步的，所述陶瓷電解質管外壁的底面設有絕緣涂層。

再進一步的，所述絕緣涂層是由α氧化鋁涂層。

進一步的，所述封堵部件的形狀為截面面積上大下小的圓錐體。

采用了本發明的一種用于鈉硫電池的安全結構的技術方案，即在鈉硫電池的儲鈉管的底部連接一儲鈉管半球，所述儲鈉管和所述儲鈉管半球之間設有隔板，該隔板上開有至少一個第一通孔；所述儲鈉管半球底面的中心設有第二通孔，所述第二通孔的正上方，設有與所述隔板底面彈性連接，并能將所述第二通孔封閉的封堵部件的技術方案。其技術效果是：其能夠在陶瓷電解質管破裂或出現微裂紋時，防止液態鈉流入鈉硫電池的陰極室的同時，并降低對陶瓷電解質管加工精度的要求。

附圖說明

圖1為現有技術鈉硫電池的結構示意圖。

圖2為本發明的一種用于鈉硫電池的安全結構的示意圖。

圖3為圖2中A部分的局部示意圖。

圖4為圖2種A部分的工作狀態示意圖。

具體實施方式

請參閱圖2至圖4，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：

實施例1