[发明专利]一种液态金属电池及其密封绝缘装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，特别涉及一种液态金属电池及其密封绝缘装置。

背景技术

目前，风力和光伏等发电技术由于清洁无污染、可再生等优点受到广泛关注，但是由于风力、太阳能等的强弱变化造成其发电技术存在不连续及稳定性差，使其在并网推广使用时受到极大限制。但是通过储能电池的储能以及输出能够实现稳定发电从而减少上述新型发电技术对电网的冲击，使得电能利用率大大提高。因此发展对风能、太阳能等能量储存并平稳输出的大规模储能技术成为电化学储能领域重要任务。

目前主要的储能技术有机械储能和化学储能等。其中物理储能主要存在有抽水储能和压缩空气储能等；化学储能主要有铅酸电池、锂离子电池、全钒液流电池、钠硫电池、超级电容器和锂空气电池等。其中化学储能由于其能量转换效率高、成本相对较低而受到研究者的广泛关注。但是在大规模电网储能应用中，这些电池具有电池成本过高、安全性差等问题。比如说铅酸电池由于其正极活性材料二氧化铅在充放电过程中易于脱落导致其循环寿命较短，而全钒液流电池的原材料由于钒具有很高的毒性且资源有限而受到限制，锂离子电池在大规模储能中具有良好的性能，但是其生产成本过高。因而开发出满足成本低、循环寿命长、安全性好以及原材料丰富等特点，而且适合风能、太阳能稳定储能、调节电网平衡的大规模电网储能技术显得迫不及待。

近些年来，液态金属电池也逐渐走进人们生活，这种电池的优点包括：廉价的金属组成正负极，无机盐作为电解质，在200～700℃的工作温度下液态的正负极材料、熔融电解质由于彼此间的密度不同以及不相容性而自动分层为自下而上存在的正极、电解质和负极。这种电池具有库伦效率高、倍率性能好、循环寿命长、成本低廉等优点，适用于解决风力、太阳能等发电并网储能。

但是，液态金属电池在运行时也有其缺陷，由于电池在高温下工作，因此对密封的要求也较高，如果密封不好会导致电池内部电极材料和电解质盐变质而导致电池失效，同时正负极材料以及电解质盐对正负极绝缘材料的腐蚀速率非常快，也会导致电池的寿命大大降低。

因此，如何提供一种密封性和耐腐蚀性均较好的、可用于液态金属电池的，并能有效延长液态金属电池的循环使用寿命的密封绝缘装置，以及包括此密封绝缘装置的液态金属电池，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明要解决的问题是：如何提供一种密封性和耐腐蚀性均较好的、可用于液态金属电池的，并能有效延长液态金属电池的循环使用寿命的密封绝缘装置，以及包括此密封绝缘装置的液态金属电池。

为解决上述技术问题，本发明提供一种密封绝缘装置，包括顶盖，所述顶盖上设有多个正极接头和至少一个负极接头，所述正极接头与所述负极接头绝缘设置；所述顶盖中部设有通孔，所述负极接头设置于所述通孔内，所述负极接头与所述顶盖间设有多个绝缘部；多个所述正极接头均匀分布于所述负极接头的外围，且其一端与所述顶盖固定连接；所述绝缘部与所述顶盖及负极接头之间均设有密封件。此结构的密封绝缘装置，用于液态金属电池上时，由于负极接头与顶盖间设置多个绝缘部，绝缘部及负极之间均设有密封件，与现有结构的密封绝缘装置相比，其密封效果和绝缘效果均更为出色，能有效延长液态金属电池的循环使用寿命。

作为本发明一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述负极接头包括负极引出棒，所述负极引出棒的两端之间设有环状板，所述环状板垂直于所述负极引出棒设置。

作为本发明一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述绝缘部包括套设于所述负极引出棒上的第一绝缘部，所述第一绝缘部设置于所述环状板与所述顶盖之间。

作为本发明一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述第一绝缘部的中部设有凹陷部，所述环状板收容于所述凹陷部内。

作为本发明一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述密封绝缘装置还包括压板，所述压板套设于所述负极引出棒上，并与所述负极引出棒绝缘，所述压板的外围设有多个用于连接正极接头的连接部。

作为本发明一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述绝缘部还包括套设于所述负极引出棒上的第二绝缘部，所述第二绝缘部设置于所述环状板与所述压板之间，且其部分置于所述凹陷部内。

作为本发明一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述第一绝缘部和第二绝缘部的材质为陶瓷、无机盐、胶粘剂等其中的一种或一种以上。