[发明专利]具有高安全防护设计的储能钠硫电池模块

权利要求书

1.具有高安全保护设计的储能钠硫电池模块，其特征在于首先按照模块的设计功率和容量将模块内部集成的单体电池划分为若干组，每一组包括指定数量的单纯的串联或者并联的单体电池，每一个单体电池组单元之间的电流线连接通过具有保护设计的开关控制；其次，模块内部采用复合型梯度物理隔离层，在单体电池之间、以及电池与模块保温箱内壁之间，设计强制隔离的物理防护层，在模块内部若干钠硫电池发生严重破损甚至向外扩散污染时，有效防止电池相互间连锁污染或损坏向模块外部扩散而引起的二次灾害。

2.按权利要求1所述的模块，其特征在于所述的保护性设计、能够在≤1000℃范围工作的电流连接方法，单体电池与电流线之间的连接采取热压焊接的方式，同时焊接头表面采取重金属复合稀土热喷涂的方式，以防止高温下硫、多硫化物的强腐蚀。

3.按权利要求2所述的模块，其特征在于焊接头的表面套有包括Al₂O₃或ZrO₂在内的绝缘陶瓷。

4.按权利要求1或2所述的模块，其特征在于电流线采用包括Cu、Ni或不锈钢在内的金属，金属表面采取重金属复合稀土热喷涂的方式。

5.按权利要求1所述的模块，其特征在于模块内部单体电池之间采用复合型梯度物理隔离层，指具有密度呈梯度分布的无机耐火、耐热材料，密度呈梯度分布是指从两个相邻电池中间开始，到电池比表面依次设计有三种密度的隔离层，最靠近电池表面的采取密度为理论密度30-60％的隔离层；渐离电池的第二层采取密度为理论密度60-90％的隔离层；离电池最外一层、即相邻电池之间的第三层采取密度＞90％的隔离层；其中第一层的厚度为1-10cm；第二层的厚度为0.1-5cm；第三层的厚度为0.1-5cm。

6.按权利要求1所述的模块，其特征在于所述的电池与保温箱内壁之间具有复合型梯度物理隔离层是指具有密度呈梯度分布的无机耐火、耐热材料；密度梯度分布是指从保温箱加热面开始，到电池表面依次设计有三种密度的隔离层，最靠近加热面的第一层采取密度＞90％理论密度的隔离层；渐离加热面的第二层采取密度为60-90％理论密度的隔离层；离加热面最外一层、即靠近电池表面的第三层采取密度为30-60％理论密度的隔离层。

7.按权利要求6所述的模块，其特征在于：

①第一层和第二层隔离层是指包括Al₂O₃、SrO₂陶瓷碳化硅陶瓷、石棉或云母在内的无机化合物；

②第三层隔离层是指包括石英砂、河砂、海砂或风化砂在内的主要矿物或为SiO₂的硅酸盐矿物。

8.按权利要求5所述的模块，其特征在于：

①第一层隔离层是指包括Al₂O₃、SrO₂陶瓷碳化硅陶瓷、石棉或云母在内的无机化合物；

②第二层和第三层隔离层是指包括石英砂、河砂、海砂或风化砂在内的主要矿物或为SiO₂的硅酸盐矿物。

9.按权利要求1-3、5-8中任一项所述的模块，其特征在于所述模块内部工作区域315-335℃的恒温场，且免维护。

10.按权利要求4中任一项所述的模块，其特征在于所述模块内部工作区域315-335℃的恒温场，且免维护。