[實(shí)用新型]一種液態(tài)金屬電池高精度低能耗加熱保溫箱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720721217.0
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN207021312U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭嘉毅
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州民生電熱工程有限公司
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M10/39;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/6571;H01M10/637;H01M10/659;H01M10/6551
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電化學(xué)儲能領(lǐng)域，液態(tài)金屬電池(非鈉硫電池)技術(shù)設(shè)備，特別涉及一種液態(tài)金屬電池高精度低能耗加熱保溫箱。

背景技術(shù)

液態(tài)金屬電池原型是全液態(tài)電解池，后來由美國麻省理工學(xué)院(MIT)材料化學(xué)教授Donald Sadoway所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)提出，作為靜態(tài)電化學(xué)儲能的新思路。液態(tài)金屬電池的正、負(fù)極都是液態(tài)熔融金屬，以熔鹽作為電解質(zhì)，由于液態(tài)金屬與溶鹽不互溶同時基于陰陽兩極及熔鹽電解質(zhì)密度不同，三種物質(zhì)自然分層。相比傳統(tǒng)的固態(tài)電池不需要使用隔膜，從而使工藝簡單同時提高了電池的安全性和電池大電流放電能力。液態(tài)電極長期使用不存在電極變形和出現(xiàn)枝狀晶體等影響電池壽命及安全性的因素，因此可以長期安全運(yùn)行，預(yù)計(jì)電池壽命可以達(dá)到15年；所述液態(tài)金屬電池具有高能量密度、高功率、可以反復(fù)充放電無記憶、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)；但是由于液態(tài)金屬電池需要在高溫下使電極金屬成為熔融態(tài)才能正常工作，目前選擇的電極材料一般工作溫度在500℃左右，欲使液態(tài)金屬電池正常工作，必須通過加熱保溫箱對液態(tài)金屬電池中的正極、負(fù)極和熔鹽進(jìn)行溫度控制才能實(shí)現(xiàn)。

液態(tài)金屬電池的工作特性要求：1、正常工作時溫度保持恒溫500℃+5℃；2、熔融狀態(tài)下電極跟電解質(zhì)自然分層；3、保溫功率最好接近電池充放電的自發(fā)熱功率。所以保溫箱就需要滿足下述特點(diǎn)：1、具有加熱功能，爐溫均勻性良好且能耗低；2、由于電池內(nèi)容物是液態(tài)自然分層，沒有隔膜，所以維持保溫箱的水平狀態(tài)和抗震性能要求很高；3、箱體應(yīng)該是體積小容積大，以便于裝填更多的液態(tài)金屬電池模組，所以就需要保溫箱的保溫層在滿足條件的情況下盡可能的薄，保溫層的厚度應(yīng)該小于180mm，保溫箱的有效容積約1m³。

現(xiàn)有技術(shù)存在的不足與缺陷是：現(xiàn)有市場已有的保溫箱工作溫度一般在350℃以下，并且爐溫均勻性和隔熱效果不盡人意，難以達(dá)到液態(tài)金屬電池所要求的溫度場均勻性以及低能耗要求；現(xiàn)有保溫箱均采用靜態(tài)使用，保溫箱的抗震性并未做充分的考慮，因此影響了液態(tài)金屬電池與傳統(tǒng)“固態(tài)”電池一樣的車載使用的發(fā)展前景，這就要求保溫箱的具有優(yōu)良的抗震性能和足夠大的容積比，也成為液態(tài)金屬電池在使用過程中的關(guān)鍵性因素。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種液態(tài)金屬電池高精度低能耗加熱保溫箱，針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足，設(shè)計(jì)高溫液態(tài)金屬電池模塊式專用加熱保溫箱，保溫箱在高溫500℃下運(yùn)行，其保溫性能及使用工況達(dá)到：1、保溫箱控溫精度±1℃；2、溫場均勻性±5℃；3、能耗等于電池充放電自發(fā)熱功率；4、具有水平度調(diào)節(jié)功能；5、配有抗震緩震裝置，實(shí)現(xiàn)動態(tài)抗震五級以上；能有效且穩(wěn)定的提供液態(tài)金屬電池模組運(yùn)行工作所需的溫場環(huán)境，使高溫液態(tài)金屬電池可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和實(shí)用化應(yīng)用。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種液態(tài)金屬電池高精度低能耗加熱保溫箱，包括上箱體、下箱體、電氣控制箱、接線裝置、水平儀、鋼板外殼、纖維板外襯、硅酸鋁纖維氈、納米板、纖維板內(nèi)襯、高溫輻射涂料、不銹鋼內(nèi)膽、調(diào)節(jié)螺栓、抗震器、加熱器、支架、旋緊手柄、減震氣囊、反射板、保溫泥、底板、熱電偶，其特征在于：

所述加熱保溫箱采用內(nèi)加熱式設(shè)計(jì)，由匹配形位的矩型體的上箱體和下箱體通過多個旋緊手柄相互鎖緊密封接合而成；所述上箱體、下箱體從外至內(nèi)分別設(shè)置有鋼板外殼、保溫層和不銹鋼內(nèi)膽；所述保溫層從外至內(nèi)依次設(shè)置有纖維板外襯、硅酸鋁纖維氈、納米板、纖維板內(nèi)襯、高溫輻射涂料；所述下箱體底部設(shè)置有底板，所述下箱體四周的不銹鋼內(nèi)膽內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有保溫泥和縱向波形配置的反射板；所述不銹鋼內(nèi)膽、保溫泥和反射板四周橫向水平固定配置有多層支架，所述支架用于固定電池?cái)R架，所述底板和電池?cái)R架用于裝配液態(tài)金屬電池模組；所述底板上通過多個加熱器安裝座在上箱體和下箱體腔內(nèi)縱向垂直固定設(shè)置有多個加熱器，所述下箱體側(cè)面橫向設(shè)置有兩根熱電偶；所述下箱體外側(cè)正面設(shè)置有電氣控制箱、兩組接線裝置和監(jiān)測儀表；所述上箱體頂部和下箱體正面分別設(shè)置有相互垂直配置的兩個水平儀；所述下箱體底部設(shè)置有多個調(diào)節(jié)螺栓和抗震器。

所述接線裝置與加熱器、熱電偶、監(jiān)控引出線電氣信號連接；所述電氣控制箱與液態(tài)金屬電池模組、接線裝置、加熱器、熱電偶電氣信號連接；所述纖維板外襯和纖維板內(nèi)襯采用硅酸鈣纖維板；所述調(diào)節(jié)螺栓采用彈性水平式調(diào)節(jié)螺栓；所述抗震器為自旋轉(zhuǎn)弓形彈力抗震器或者陣列式減震氣囊組抗震裝置；所述反射板采用縱向波形不銹鋼板；所述保溫泥采用復(fù)合硅酸鹽保溫泥。

所述底板上的多個加熱器對稱分區(qū)配置，每個分區(qū)內(nèi)的加熱器采用并聯(lián)方式裝配。