[发明专利]熔盐电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种熔盐电池，该熔盐电池包括发电元件和电池容器：该发电元件包括正电极、负电极和包含熔盐的隔板，该电池容器用于容纳该发电元件。

背景技术

近年来，已经积极地追求利用诸如太阳光、风力等的自然能发电。通过自然能发电经常地受到天气和气候影响并且不能调节发电量以满足电力要求。因此，相对于负载使电力供应均衡是不可缺少的。为了实现电力均衡，电能需要被放电和充电。为了实现这点，已经在一些情形中使用了提供高能量密度和高效率的硫化钠电池。在处于操作状态中的硫化钠电池中，用作正电极活性材料的硫和多硫化钠和用作负电极活性材料的钠在高温下熔融，并且在被插入两种活性材料之间的固体电解质失效的情形中，应该采取措施以防止通过这些活性材料的混合而引起快速反应。经常通过组合多个单电池来制备硫化钠电池以实现高容量。

例如，专利文献1公开了一项技术，利用该项技术，在具有钠离子渗透性的圆柱袋形固体电解质中设置有安全管道，该安全管道的内部和外部填充有流阻部件以在安全管道由于高温腐蚀而失效的情形中降低经由安全管道中的裂纹流入熔融钠电极中的硫的流率并且降低进入安全管道的内部的硫和硫化钠的速率。专利文献2公开了一项技术，利用该项技术，大数目的硫化钠电池被间隔为多个电池块并且每一个电池块均可移除地容纳在热绝缘容器中从而在组装期间的单电池安设以及在维护和检查期间从热绝缘容器移除单电池和向热绝缘容器中安设单电池得以简化。专利文献3公开了一项技术，该项技术在包含容器的底部中为活性材料提供通道凹槽，该包含容器包含硫化钠电池的单电池，从而已经从单电池泄漏的活性材料被安全地存储。

根据在专利文献1到3中公开的硫化钠电池，在由被用作固体电解质的氧化铝陶瓷构成的包含容器中包含熔融钠，并且包含容器的形状不可避免地是圆柱形的从而能补偿由于使用陶瓷而带来的机械脆性。相应地，当多个单电池被组合时，会出现以与包含容器的直径无关的特定百分比的死空间，这会使能量密度出现个别部分的降低。

相反，专利文献4公开了一种熔盐电池，其中隔板浸渍有包含熔盐的电解质以固定电解质并且隔板被保持在正电极和负电极之间，从而不再需要用于活性材料的包含容器。

引用列表

专利文献

PTL1：日本未审查专利申请公报No.2-040866

PTL2：日本未审查专利申请公报No.7-022066

PTL3：日本未审查专利申请公报No.7-014606

PTL4：日本未审查专利申请公报No.2007-273362

发明内容

技术问题

然而，根据在专利文献4中公开的技术，当正电极和负电极在放电和充电期间膨胀和收缩时，从正电极和负电极到隔板的按压作用力改变，并且因此在正电极和负电极处插入或者沉积的阳离子的数量也改变，从而在一些情形中导致放电/充电不稳定性。

已经在这些情况下实现了本发明。其目的在于提供一种能够稳定地放电和充电并且提供高空间效率和高能量密度的熔盐电池。

问题方案

根据本发明的熔盐电池包括发电元件和电池容器，在该发电元件中的正电极和负电极之间插入有包含熔盐的隔板，该电池容器用于容纳该发电元件。在电池容器中的正电极侧和负电极侧的至少一方上设置有按压部件，并且按压部件被配置为按压该发电元件。

根据本发明，在电池容器中的按压部件从正电极和负电极侧按压发电元件。因此，当正电极和负电极通过放电和充电而在厚度方向上膨胀和收缩时，从正电极和负电极到隔板的按压作用力被维持为是基本恒定的。

而且，因为包含熔盐的隔板被插入发电元件的正电极和负电极之间并且被容纳在电池容器中，所以隔板的形状可以与正电极和负电极的形状匹配。因此，在确定电池容器的形状时的自由度得以提高。

根据本发明的熔盐电池包括发电元件和电池容器，在该发电元件中的正电极和负电极之间插入有包含熔盐的隔板，该电池容器用于容纳该发电元件，其中该电池容器是圆柱体，该圆柱体具有与正电极和负电极彼此面对的方向相重合的轴方向圆柱体；并且在圆柱体的外围表面上形成有弯曲部分，该弯曲部分沿着圆周方向弯曲并且随着发电元件在轴方向上的膨胀和收缩而膨胀和收缩。