[发明专利]一种钠硫电池

说明书

技术领域

本发明涉及储能领域的一种钠硫电池。

背景技术

钠硫电池的核心关键部件是β”-Al₂O₃制成的陶瓷电解质管，钠硫电池循环寿命在很大程度上取决于陶瓷电解质管的质量。一旦陶瓷电解质管有微裂纹或者破裂，液态钠和液态硫将直接接触并发生剧烈反应，温度最高可达2000℃，瞬间熔化钠硫电池内的储钠管等金属部件，造成液态钠和液态硫的泄漏。

现有钠硫电池主要由金属外壳,陶瓷电解质管以及储钠管组成,另外液态钠和液态硫充当活性物质，金属外壳作为电流收集体并储存液态硫,储钠管是液态钠的储存容器,并且限制液态钠的流速。现有钠硫电池的安全结构主要是利用陶瓷电解质管和储钠管膨胀系数之间的差异，当钠硫电池温度升高时，储钠管的膨胀程度大于陶瓷电解质管的膨胀程度，储钠管的外侧壁与陶瓷电解质管内壁之间的间隙被封闭，储钠管内的液态钠不再流入至该间隙中,限制了液态钠和液态硫的反应,但是一旦温度降低,液态钠和液态硫将继续反应,储钠管的疲劳强度降低。现有的陶瓷电解质管的底面和储钠管底面,都是半球形的，它们的圆度都存在一定公差，同时，陶瓷电解质管的长度也存在一定的偏差，这样，储钠管的外侧壁与陶瓷电解质管内壁之间的间隙很难被有效地封闭，同时储钠管的底面还对陶瓷电解质管内壁的底面产生压应力，一旦陶瓷电解质管发生破裂，储钠管损坏，大量的液态钠从储钠管底部的通孔直接流出，与液态硫发生剧烈反应。因此现有技术陶瓷电解质管尺寸的尺寸精度要求很高，增加了钠硫电池的制造成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钠硫电池，其能在储钠管底面的通孔得到有效封闭的情况下，降低对陶瓷电解质管尺寸的尺寸精度要求，降低钠硫电池的制造成本。

实现上述目的的一种技术方案是：一种钠硫电池陶瓷电解质管，包括陶瓷电解质管和套接在所述陶瓷电解质管内的储钠管，所述储钠管的底面设有至少一个通孔，所述储钠管和所述陶瓷电解质管之间形成钠硫电池的阴极室，

所述储钠管的底面是平的，所述储钠管的正下方，设有储钠管半球体，所述储钠管与所述储钠管半球体之间留有间隙，所述储钠管半球体与所述陶瓷电解质管内壁的底面之间设有纤维缓冲层，该纤维缓冲层对液态钠不润湿。

进一步的，所述阴极室内,设有紧贴在所述陶瓷电解质管内侧壁上的金属纤维布和紧贴在所述金属纤维布表面的金属箔，所述金属纤维布与所述陶瓷电解质管的内侧壁之间形成若干与所述陶瓷电解质管轴向平行的毛细管间隙，所述金属纤维布对液态钠润湿。

进一步的，所述储钠管半球体和所述储钠管之间设有导向机构,所述导向机构包括一块位于所述储钠管内的隔板，以及连接所述隔板和所述储钠管半球体顶面的导向部件。

进一步的，所述纤维缓冲层是由碳纤维制成的。

再进一步的，所述金属纤维布是由304不锈钢或者316不锈钢制成的，所述金属箔是由奥氏体不锈钢制成的，所述金属纤维布与所述金属箔通过激光点焊固定在一起。

进一步的，所述储钠管的侧壁设有波纹管结构。

采用了本发明的一种钠硫电池的技术方案，即钠硫电池的储钠管的底面是平的，并且设有若干通孔，储钠管的正下方设有储钠管半球体，储钠管的底面与储钠管半球体之间留有间隙，储钠管半球体与陶瓷电解质管内壁的底面之间设有对液态钠不润湿的纤维缓冲层的技术方案。其技术效果是：第一，在储钠管底面的通孔能得到有效封堵的情况下，降低对陶瓷电解质管尺寸的尺寸精度要求，降低钠硫电池的制造成本。第二，减少了储钠管对陶瓷电解质管内壁底面的压应力，减少了陶瓷电解质管破裂的概率，即使陶瓷电解管破裂，也可减小液态钠的流速，控制液态钠与液态硫的反应。

附图说明

图1为本发明的一种钠硫电池的结构示意图。

图2为图1中A部分的放大示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：