[實用新型]一種用于鈉硫電池的安全結構

有效

• 申請號: 201220686398.5
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN202996992U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 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

本實用新型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。

實用新型內容

本實用新型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。

采用了本實用新型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為本實用新型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，本實用新型的發明人為了能更好地對本實用新型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