[发明专利]一种用于钠硫电池的安全结构

说明书

技术领域

本发明涉及储能领域的一种用于钠硫电池的安全结构。

背景技术

钠硫电池的核心关键材料是β”-Al₂O₃制成的陶瓷电解质管，电池循环寿命在很大程度上取决于陶瓷电解质管的质量性能。一旦陶瓷电解质管有微裂纹或者破裂，液态钠和液态硫直接接触发生剧烈反应，温度最高可达2000℃，瞬间熔化钠硫电池中金属组件，造成活性物质泄漏。因此必须在钠硫电池中设计安全结构，避免上述情况的发生。

如图1所示，在申请日为2011年12月16日，申请号为201120528962.6，名称为钠硫电池的专利申请中公布了一种技术方案，该方案中的钠硫电池包括从外向内依次套接的陶瓷电解质管1、安全管100和储钠管2，储钠管2的底面上开有底部通孔21。钠硫电池工作时，安全管100与陶瓷电解质管1之间形成钠硫电池的阴极室R1，阴极室的宽度为0.01～0.1mm。储钠管2中储存的液态钠，先从底部通孔21中流出，进入储钠管2与安全管100之间的安全间隙R3，并沿着安全间隙R3上升，然后，液态钠从安全管100的顶部溢出，进入阴极室R1，并通过陶瓷电解质管1与阳极室R2内的液态硫发生反应，生成多硫化钠。当陶瓷电解质管1破裂时，随着电池温度的升高，安全管100和陶瓷电解质管1膨胀，由于安全管100是由不锈钢或铝合金制成的，陶瓷电解质管是由β”-Al₂O₃制成的，因此安全管100的膨胀程度远大于陶瓷电解质管1，因此，陶瓷电解质管1和安全管100之间的阴极室R1封闭，防止反应进一步进行。

这样设计的缺陷在于：安全管100的长度增加，增加了材料的消耗，另外一方面，陶瓷电解质管1加工精度有着严格的要求，比如陶瓷电解质管1底面的圆度偏差必须小于0.04mm，增加了制造成本，更为关键的是，安全管100和陶瓷电解质管1之间的间隙无法永久封闭。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于钠硫电池的安全结构，其能够在陶瓷电解质管破裂或出现微裂纹时，防止液态钠流入钠硫电池的阴极室的同时，降低对陶瓷电解质管加工精度的要求。

实现上述目的的一种技术方案是：一种用于钠硫电池的安全结构，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，所述陶瓷电解质管和储钠管之间形成阴极室；

所述储钠管的底部连接一储钠管半球，所述储钠管和所述储钠管半球之间设有隔板，该隔板上开有至少一个第一通孔；所述储钠管半球底面的中心设有第二通孔，所述第二通孔的正上方，设有与所述隔板底面弹性连接，并能将所述第二通孔封闭的封堵部件。

进一步的，所述封堵部件与所述隔板之间通过熔丝和弹簧连接，所述熔丝的熔点小于所述弹簧的熔点，且所述弹簧始终处于压缩状态。

进一步的，所述隔板的底面上，围绕所述封堵部件设有导向部件。

再进一步的，所述隔板的底面上，围绕所述封堵部件设有导向部件，所述导向部件与所述隔板连接处设有径向小孔，所述熔丝通过该径向小孔与所述隔板的底面固定。

进一步的，所述陶瓷电解质管外壁的底面设有绝缘涂层。

再进一步的，所述绝缘涂层是由α氧化铝涂层。

进一步的，所述封堵部件的形状为截面面积上大下小的圆锥体。

采用了本发明的一种用于钠硫电池的安全结构的技术方案，即在钠硫电池的储钠管的底部连接一储钠管半球，所述储钠管和所述储钠管半球之间设有隔板，该隔板上开有至少一个第一通孔；所述储钠管半球底面的中心设有第二通孔，所述第二通孔的正上方，设有与所述隔板底面弹性连接，并能将所述第二通孔封闭的封堵部件的技术方案。其技术效果是：其能够在陶瓷电解质管破裂或出现微裂纹时，防止液态钠流入钠硫电池的阴极室的同时，并降低对陶瓷电解质管加工精度的要求。

附图说明

图1为现有技术钠硫电池的结构示意图。

图2为本发明的一种用于钠硫电池的安全结构的示意图。

图3为图2中A部分的局部示意图。

图4为图2种A部分的工作状态示意图。

具体实施方式

请参阅图2至图4，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：

实施例1