[發明專利]一種鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測設備

有效

• 申請號: 201410425329.2
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104155614A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 方陳;徐敏;時珊珊;龔明光;劉雋;劉舒;樓曉東;劉宇
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司;上海電氣鈉硫儲能技術有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 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: 屠軼凡

技術領域

本發明涉及化學儲能領域的一種鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測設備。

背景技術

請參閱圖1，在1992年《無機材料學報》第7卷第4期，第434～440頁的論文《鈉β”氧化鋁固體電解質在鈉硫電池中的不對稱極化》，公布了一種鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測設備，其包括鈉鈉電池1和充放電系統4。

其中，鈉鈉電池1包括電池外殼1-1、電解質陶瓷管1-2、玻璃封接管1-11、陶瓷絕緣環1-3和滴鈉管1-12，其中，電解質陶瓷管1-2和陶瓷絕緣環1-3之間通過玻璃封接管1-11連接，陶瓷絕緣環1-3與電池外殼1-1固定。滴鈉管1-12位于陶瓷絕緣環1-3的外圓周上。

充電系統4包括電極E1、電極E2、電極E3，電極E1與電解質陶瓷管1-2的底部接觸，從下至上貫穿電解質陶瓷管1-2和玻璃封接管1-11、與電極E2構成一個電池通路，由電極E1和電極E2分別連接直流電源4-1、安培小時計4-2、數字電壓表4-3、電流表4-4、換向開關4-5和電壓記錄儀4-6，組成一個通電測量回路。鈉鈉電池1正向通電，即電極E1連接鈉鈉電池1的負極，電極E2連接鈉鈉電池1的正極時,液態鈉連續地從電解質陶瓷管1-2外流入電解質陶瓷管1-2內,上升至滴鈉管1-12的管口,因表面張力影響,逐漸形成鈉滴,每隔一定時間滴到電解質陶瓷管1-2外。

工作溫度290±10℃,通電電流10A,電流密度850～900mA/cm²時，鈉鈉電池1的電阻根據電流表4-4上的通電電流及數字電壓表4-3上電壓進行計算。電極E3接近于滴鈉管1-12管口,通過外電路和電極E2相連。滴鈉時，電解質陶瓷管1-2內外發生短路，鈉鈉電池1電壓突然下降,電壓記錄儀4-6，上繪出一橫向直線,計算出滴鈉時間，若電解質陶瓷管1-2損壞，滴鈉時間延長。為觀察電池通電極化的不對稱性,每隔一定時間，通過換向開關4-5，對鈉鈉電池1反向通電。

該技術方案的缺點在于：該鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測設備在結構和制造工藝上與鈉硫電池相距甚遠，裝配困難，該鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測設備必須在惰性氣氛下使用，而且該鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測設備是單向導鈉，與鈉硫電池的實際運行過程相差較大，無法測試出電解質陶瓷管的準確壽命，即循環次數。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測設備，其結構和裝配簡單，能夠雙向導鈉，從而模擬鈉硫電池的實際運行過程，而且測試過程中無需補充鈉，從而提高鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測的安全性和準確性。

實現上述目的的一種技術方案是：一種鈉硫電池電解質陶瓷管壽命檢測設備，包括鈉鈉電池和外部充放電設備；所述鈉鈉電池包括電池外殼和電解質陶瓷管，所述電池外殼和所述電解質陶瓷管之間通過陶瓷絕緣環和正極密封環封閉，形成所述鈉鈉電池的正極，所述電解質陶瓷管通過負極密封蓋、負極密封環和所述陶瓷絕緣環封閉，形成所述鈉鈉電池的負極；

所述鈉鈉電池與所述外部充放電設備之間設有電流切換裝置，所述電流切換裝置切換所述外部充放電設備向所述鈉鈉電池充電的充電電流的方向，使所述充電電流在從所述鈉鈉電池的正極流向所述鈉鈉電池的負極，以及從所述鈉鈉電池的負極流向所述鈉鈉電池的正極兩種狀態之間進行切換。

進一步的，所述電池外殼上設有用于連接所述電流切換裝置的正極極耳，所述負極密封蓋頂部的中心設有用于連接所述電流切換裝置的負極極耳，所述負極密封蓋底面的中心設有伸入所述電解質陶瓷管的導電芯棒。

進一步的，所述電流切換裝置包括第一接觸器KM1和第二接觸器KM2；

所述第一接觸器KM1包括第一主接觸點和第二主接觸點、所述第一主接觸點上設有端子KM1-11和端子KM1-12，第二主接觸點上設有端子KM1-13和KM1-14；

所述第二接觸器KM2包括第一主接觸點、第二主接觸點、所述第一主接觸點上設有端子KM2-11和端子KM2-12；所述第二主接觸點上設有端子KM2-13和KM2-14；

所述外部充放電設備的正極連接所述第一接觸器KM1上的端子KM1-11，以及所述第二接觸器KM2上的端子KM2-11連接，所述外部充放電設備的負極與所述第一接觸器KM1上的端子KM1-13，以及所述第二接觸器KM2上的端子KM2-13連接；

所述正極極耳與所述第一接觸器KM1上的端子KM1-12以及所述第二接觸器KM2點上的端子KM2-14連接；所述負極極耳與所述第一接觸器KM1上的端子KM1-14以及第二接觸器KM2上的端子KM2-12連接。