[实用新型]钠硫电池及其模块电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钠硫电池和组合多个钠硫电池的模块电池。

背景技术

钠硫电池(下面，称之为“NaS电池”)是在300-350℃下工作的高温二次电池，采用如下结构：在阳极容器内，将作为阳极活性物质的硫磺和作为阴极活性物质的钠分别隔离容纳在由β-氧化铝形成的固体电解质管的内外，并将阳极容器内密封为密闭状态，使得活性物质保持不与外气接触的状态。

由于NaS电池的阳极活性物质硫磺为绝缘物，为确保阳极和阴极之间的导通、降低电池的内阻，通常要配置阳极集电体。阳极集电体是将硫磺含浸于具有导电性的碳纤维构成的毛毡状的基体材料而构成的部件，以与阳极容器内侧面和固体电解质管外侧面接触的状态容纳于阳极容器中。

进而，阳极集电体在与固体电解质管接合一侧的表面具有通过针刺络合打入绝缘性物质玻璃纤维而形成的高电阻区域。由于高电阻区域使固体电解质管和阳极集电体的接触面附近的导电性降低，因此可以防止充电时电子授受反应仅在固体电解质管和阳极集电体的接触面附近进行。因此，在该部分析出绝缘物硫磺，从而能够防止随着充电反应的进行而出现的由电池内阻上升所导致的充电恢复性降低(即使残留有多硫化钠，也不进行充电反应，充电不完全的现象)的现象。

实用新型内容

实用新型要解决的问题

但是，NaS电池在300℃以上的高温下工作，因此，电池的温度管理对电池性能有很大影响。单电池的电阻值与放热量有关，因而单电池的电阻值管理很重要。另外，特别是将多个单电池以串联和/或并联方式组合而构成模块电池时，从模块电池的温度管理的观点出发，各个单电池的电阻值管理就变得非常重要。

本实用新型是鉴于这种现有技术的问题点而做出的，其目的在于提供一种温度管理性能优异的NaS电池。

解决问题的手段

为达到上述目的的本实用新型的NaS电池，具备：金属制阳极容器，其具有筒部和堵塞该筒部下端部的底盖；有底筒状的固体电解质管，其容纳于所述阳极容器内并与所述阳极容器内面相隔固定间隔且内部填充有钠；毛毡状阳极集电体，其含浸有硫磺并以与所述阳极容器内侧面和所述固体电解质管外侧面接触的状态容纳于所述阳极容器中。其特征在于，所述阳极集电体包含：毛毡状基体材料，其由碳纤维构成；玻璃纤维，其从所述固体电解质管侧向所述阳极容器侧延伸并分布于所述基体材料的所述固体电解质管侧的表面和所述基体材料的内部，所述阳极集电体的比电阻值为0.10Ω·cm以上、0.35Ω·cm以下。

此处，如果阳极集电体的比电阻值大于0.35Ω·cm，则NaS电池的放热量变大而温度管理变难，特别是组合多个单电池构成模块电池时，其温度控制变得困难。另一方面，如果阳极集电体的比电阻值小于0.10Ω·cm，则有可能在高电阻区域所包含的玻璃纤维不够充足，充电时在固体电解质管外侧面容易析出硫磺，从而充电性能降低。

另外，本实用新型的模块电池通过将多个所述钠硫电池组合而构成的。

另外，此处，优选地，所述阳极容器为圆筒状，多个所述钠硫电池的排列的至少一部分为最密填充，所述最密填充是，以使成为中心的一个钠硫电池的筒侧面与围绕该侧面的其他六个钠硫电池的同侧面靠近的配置方式。

实用新型效果

若采用本实用新型的NaS电池，通过将阳极集电体的比电阻值控制在上述范围，能形成温度管理性能优异的NaS电池。

附图说明

图1是对本实用新型的模块电池的一部分进行透视的立体图。

图2是容纳于上述模块电池的NaS电池(单电池)的剖视图。

图3是容纳于阳极容器之前的阳极集电体的立体图。

图4是容纳于阳极容器状态的阳极集电体的立体图。

图5是将盖体拆卸后的状态的模块电池的俯视图。

附图标记说明

1 NaS电池

2 阳极金属件

3 固体电解质管

4 阳极集电体

10 模块电池

21 筒部

22 底盖

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型的实施方案进行说明。如图1所示，模块电池10是将多个作为单电池的NaS电池1组合而构成的。模块电池10具备容纳这些多个NaS电池1的绝热熔器50，绝热容器50具有在上面开口的箱型容器主体51和堵塞容器主体51上面的盖体52。另外，绝热容器50内部设置有底面加热器61和侧面加热器62等。此外，对于模块电池10中的NaS电池1的具体排列在下文中进行叙述。