[实用新型]一种液态金属电池

说明书

本实用新型提出了一种液态金属电池，包括壳体和固定设置于所述壳体上的顶盖，所述壳体内壁上设有导电层和正极，所述壳体内装盛有电解质，所述电解质内还设有负极，所述负极上设有负极引出杆，所述负极引出杆的一端置于所述顶盖上，并与所述顶盖绝缘。此结构的液态金属电池，由于在壳体内部设置了一层导电层，较好的解决了壳体内部的腐蚀问题，同时，还较好的改善了液态金属电池的导电性及导热性，有效提高了液态金属电池的安全性。

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种液态金属电池。

背景技术

当前，世界能源形式越来越紧张，储能是实现智能控制、能源网络优化和缓冲的关键所在。而液态金属电池作为一种新型的储能电池具有成本低廉、倍率性能好、循环寿命长及安全性好的优点，在大规模储能技术领域有着优异的表现，目前成为各储能领域研发人员重点研发和关注的焦点。

液态金属电池由上下两层液态金属和中间的无机熔融电解质盐组成。电池的运行温度在300-700℃。在整个电池结构中，上层负极液态金属密度最小，下层正极液态金属密度最大，熔盐电解质层密度居中并兼作电池的隔膜和电解质，由于液态金属与无机熔盐互不混溶，上述三层液态根据密度差自动分层。电池放电时负极金属失去电子，电子通过外电路迁移到正极，负极金属离子穿过中间熔盐层迁移至正极并与正极金属形成合金。

液态金属电池负极一般为碱金属或碱土金属，熔融状态下活性极高，很容易对电池关键部件(绝缘材料、电池壳体等)形成腐蚀，因此高温条件下的腐蚀问题成为液态金属电池应用研究中的一大挑战。目前液态金属电池壳体一般采用金属，高活性的正极金属与壳体紧密接触，极易与金属壳体发生合金化反应，随着反应的进行，正极材料沿着金属壳体内壁不断向上“攀爬”，形成“爬壁”现象，最终导致电池正极和负极接触而发生短路。

综上所述，如何提出一种能较好的解决内部腐蚀问题、且导电性能和导热性能更为优异，以及安全性更好的液态金属电池，也了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种能较好的解决电池内部腐蚀问题、且导电性能和导热性能更为优异，以及安全性更好的液态金属电池。

本实用新型的解决方案是这样实现的：本实用新型提出一种液态金属电池，包括壳体和固定设置于所述壳体上的顶盖，所述壳体内壁上设有导电层和正极，所述壳体内装盛有电解质，所述电解质内还设有负极，所述负极上设有负极引出杆，所述负极引出杆的一端置于所述顶盖上，并与所述顶盖绝缘。此结构的液态金属电池，由于在壳体内部设置了一层导电层，较好的解决了壳体内部的腐蚀问题，同时，还较好的改善了液态金属电池的导电性及导热性，有效提高了液态金属电池的安全性。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述导电层为碳素内衬，所述碳素内衬的外壁贴合于所述壳体的内壁上，所述电解质装盛于所述碳素内衬内。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述壳体内还设有多孔金属层，所述多孔金属层设置于所述碳素内衬底部，且所述多孔金属层的端部嵌设于所述碳素内衬内。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述碳素内衬包括水平设置的底板，以及设置于所述底板的多块竖板，所述底板和竖板的壁厚介于3-10mm。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述竖板内侧底部设有用于容纳所述多孔金属层的凹槽，所述多孔金属层的端部置于所述凹槽内，所述正极设置于所述多孔金属层上部并部分嵌入多孔金属层内部。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述凹槽的高度介于1-7mm，所述凹槽的深度介于2-8mm。

本实用新型的另一技术方案在于在上述基础之上，所述碳素内衬的材质为石墨、活性炭、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种组合。