[实用新型]硫置入固体电解质管中的多管钠硫电池装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池装置，尤其是一种硫置入固体电解质管中的多管钠硫电池装置。

背景技术

目前，在能源技术领域中，钠硫电池越来越受到业内的重视和青睐，它是多学科综合技术的结晶，是市面上化学电源中唯一使用固体电解质的电池，具有理论比能量为760Wh/kg。同时它具有高功率密度、长循环寿命、无自放电现象、100％的库仑效率以及维护简单等突出优点，在大规模能量储存方面有难以匹敌的优势和广阔的应用前景。然而钠硫电池技术发展至今，其工业化程度并没有迅速应用和服务于社会，原因在于各家研发机构对钠硫电池的技术研发仍然处在探索阶段，再则跨学科技术应用引入无法得到链接，导致电池的制造设备、工艺、流程、安全、性能以及电池的存储能量等因素没有得到合理的解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种抗腐蚀能力强、存储能量大、便于产业化生产的硫置入固体电解质管中的多管钠硫电池装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种硫置入固体电解质管中的多管钠硫电池装置，包括多管阳极仓以及可容纳多管阳极仓的阴极仓，多管阳极仓和阴极仓密封连接，所述的阴极仓包括一端开口的管状金属外壳，金属外壳内充填液体钠，所述的多管阳极仓包括设置在金属外壳内的至少两个陶瓷管，陶瓷管内充填液体硫，阳电极棒插入陶瓷管内，金属外壳内安装用于承托至少两个陶瓷管的底托。

由上述技术方案可知，本实用新型除了具备单体钠硫电池的性能外，具有超大的存储容量，不仅降低了对制造设备的要求、简化了制作工艺及流程、提高了电池的安全性能，加强了抗腐蚀能力，延长电池寿命，更大程度上减少了对超大尺寸固体电解质的依赖，而且大大的降低了电池的成本，更便于产业化生产。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的剖视图。

具体实施方式

一种硫置入固体电解质管中的多管钠硫电池装置，包括多管阳极仓以及可容纳多管阳极仓的阴极仓，多管阳极仓和阴极仓密封连接，所述的阴极仓包括一端开口的管状金属外壳1，金属外壳1内充填液体钠5，所述的多管阳极仓包括设置在金属外壳1内的至少两个陶瓷管2，陶瓷管2内充填液体硫3，阳电极棒4插入陶瓷管2内，金属外壳1内安装用于承托至少两个陶瓷管2的底托9，如图1所示。本实用新型中的阴极仓被底座3分割成阴极反应仓和钠储存仓，底托9上方的为阴极反应仓，底托9下方的为钠存储仓，这种结构提高了安全性能，即使陶瓷管2一旦破损，由于没有大量钠的集结，更便于液体钠5和液体硫3的分离。

如图1、2所示，所述的底托9内设置气囊，底托9与多个陶瓷管2的配合面为圆球面，如图1所示。底托9能够减少上、下、左、右震动对陶瓷管2造成的损伤，控制液体钠5的液面随着温度的变化而变化，以控制液体钠5的上升流量。所述的金属外壳1的下端开设用于注入液体钠5的开口，该开口处上安装注入阀8。所述的伸入陶瓷管2中的阳电极棒4上包裹碳毡网，更便于电荷的收集和传导。所述的各个陶瓷管2的管口外边沿均与绝缘固定环片6密封连接，各个陶瓷管2管口处均设置密封垫片7，阳电极棒4穿过密封垫片7插入陶瓷管2内，绝缘固定环片6与多个密封垫片7连为一体。

如图1、2所示，所述的陶瓷管2为电解质Al₂O₃管，陶瓷管2内充填的液体硫3与密封垫片7之间有空隙，该空隙用于盛放放电时生成的多硫化钠Na₂S_x。所述的绝缘固定环片6的两端密封固定在金属外壳1的管口处，陶瓷管2管口处设置上、下两个密封垫片7，阳电极棒4从两个密封垫片7内穿过。正常工作时，到达一定温度的时候，底托9向下沉进行放电，液体钠5在陶瓷管2界面处形成Na+，并迁移通过该陶瓷管2与液体硫3发生反应形成多硫化钠Na₂S_x，陶瓷管2的液体液面升高；充电时发生相反的过程，即多硫化钠Na₂S_x分解，Na+迁移回阴极仓形成金属Na，硫氧化成单质硫保留在阳极仓，底托9上升，陶瓷管2的液体液面下降。

本实用新型提供了超大容量的单元电池，对电解质(β(β″)-Al2O3)管制作尺寸和物理机械性能要求更加灵活，无需依赖超大尺寸固体电解质管；弥补了超大容量单体钠硫电池制作难度大和实用性差的缺限；解决了电池模块组合，接口多、线路繁杂、各个单体电压和电流的个体差异、捆绑固定难诸多的整体性能问题；实现了单体电池达不到超大容量的电池组合难题；与同等容量电池相比降低了制造成本；便于大规模产业化生产，加强电池的安全性；具有强有力的动力，更适应EV领域的应用。