[發明專利]一種液態金屬電池

有效

• 申請號: 201711097608.0
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107968230B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 王宇;宋韻洋;劉敏勝
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: H01M10/38
• 分類號: H01M10/38;H01M10/39;H01M2/02;H01M2/08;H01M2/22;H01M2/34
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發明涉及液態金屬電池技術領域，尤其涉及一種液態金屬電池，能夠在將正極有效導出的同時提高密封效果的可靠性，避免正負電極材料和電解鹽發生泄漏，提升電池的壽命和安全性能。本發明提供一種液態金屬電池，包括：金屬電池殼體，以及設置在金屬電池殼體內部的絕緣堝，絕緣堝為下端封閉、上端開口的筒狀結構，絕緣堝內從下到上依次設置有正極材料、電解質以及負極材料；正極材料通過正極引出線與金屬電池殼體電連接；其中，正極引出線的至少一部分浸沒于正極材料中與正極材料電連接，并經絕緣堝的上端開口引出與金屬電池殼體電連接，正極引出線對應電解質和負極材料的部分外側設置有絕緣保護裝置。

技術領域

本發明涉及液態金屬電池技術領域，尤其涉及一種液態金屬電池。

背景技術

液態金屬電池是一種高溫電池，在運行時，液態金屬電池的所有部分都以液態形式存在：低密度液態金屬負極、熔融鹽電解質、高密度液態金屬正極。由于彼此之間的密度不同、互不相溶，因此三部分自然地分為三層。放電時，負極金屬失去電子，并通過外電路做功。負極金屬離子化后通過熔鹽遷移到正極并與正極金屬合金化。充電時，電池執行相反的過程。通過上述的合金化及去合金化過程，液態金屬電池可以完成電能的存儲與釋放，實現與外部的能量交換。

液態金屬電池內部的正負電極材料和熔融鹽的化學性質均非常活潑，極易與空氣中的水和氧發生反應使電池失效，因此，液態金屬電池在常溫和高溫條件下的整體密封是至關重要的安全性問題。

在現有技術中，為了實現液態金屬電池的密封，通常采用金屬電池殼體對正負電極材料和電解鹽進行封裝，然而，當液態金屬電池在高溫下工作時，正負電極之間要保持絕緣隔離，才能在其允許的情況下，按照規定的路徑進行充放電，為了防止電池內部正負極短路，通常采用在金屬電池殼體的內壁上涂覆絕緣陶瓷層的方式，或者，在金屬電池殼體內部加裝絕緣陶瓷管的形式，如圖1所示，絕緣陶瓷管2與金屬電池殼體1的底部采用高溫密封膠進行密封，以實現正負電極材料和電解鹽在絕緣陶瓷管2內的封裝，同時，還能夠實現正負電極材料之間的絕緣。

然而，通過在金屬電池殼體的內壁上涂覆絕緣陶瓷層以防止正負極短路時，加工工藝復雜，成本較高，且絕緣陶瓷層與金屬電池殼體的熱膨脹系數不同，在高溫運行環境下容易發生絕緣陶瓷層的開裂以及脫落；在通過在金屬電池殼體內部設置絕緣陶瓷管以防止正負極短路時，絕緣陶瓷管的底部與金屬電池殼體的底部需涂抹耐高溫的絕緣密封膠，若局部位置發生開裂，極易發生正負電極材料和電解鹽的泄漏，造成電池性能下降甚至失效，并且，隨著熔融態的正負電極材料和電解鹽對金屬電池殼體的腐蝕，很容易造成正負電極材料和熔融電解鹽的泄漏，從而容易引發火災和爆炸。

發明內容

本發明的實施例提供一種液態金屬電池，能夠在將正極有效導出的同時提高密封效果的可靠性，避免正負電極材料和電解鹽發生泄漏，提升電池的壽命和安全性能。

為達到上述目的，本發明的實施例提供了一種液態金屬電池，包括：

金屬電池殼體，以及設置在金屬電池殼體內部的絕緣堝，絕緣堝為下端封閉、上端開口的筒狀結構，絕緣堝內從下到上依次設置有正極材料、電解質以及負極材料；

正極材料通過正極引出線與金屬電池殼體電連接；

其中，正極引出線的至少一部分浸沒于正極材料中與正極材料電連接，并經絕緣堝的上端開口引出與金屬電池殼體電連接，正極引出線對應電解質和負極材料的部分外側設置有絕緣保護裝置。

可選的，絕緣保護裝置包括：設置于絕緣堝側壁內部并沿側壁高度方向延伸的供正極引出線引出的導線敷設孔；或設置于絕緣堝側壁內側的供正極引出線引出的絕緣管，絕緣管與絕緣堝的內側壁固定連接。

可選的，導線敷設孔的兩端分別與正極引出線密封連接。