[发明专利]一种用于液态金属电池的密封绝缘电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于液态金属电池的密封绝缘电极，其特征在于，包括电极芯(4)、从上至下依次套设在电极芯(4)上的上过渡环(1)、绝缘套管(2)、下过渡环(3)和电池盖板(5)，所述上过渡环(1)的下端口和下过渡环(3)的上端口的均为阶梯状，所述绝缘套管(2)上端和下端分别与上过渡环(1)和下过渡环(3)内部的阶梯部分相配合，所述绝缘套管(2)的内径略大于电极芯(4)的直径，所述上过渡环(1)的上端口与电极芯(4)的直径相配合且与电极芯(4)密封连接，所述下过渡环(3)的下端口的外径与正极盖板(5)中心孔的内径相配合且二者密封连接，所述上过渡环(1)和下过渡环(3)外部的阶梯处均为圆弧过渡；

所述用于液态金属电池的密封绝缘电极采用如下步骤制备：S1.制备出合适规格的上过渡环(1)、绝缘套管(2)、下过渡环(3)、电极芯(4)和电池盖板(5)；S2.将电池盖板(5)的内孔与下过渡环(3)进行定位后焊接，使下过渡环(3)与电池盖板(5)同轴，下过渡环(3)下表面与电池盖板(5)上表面之间的距离根据需要确定；S3.按照下过渡环(3)、绝缘套管(2)、上过渡环(1)从下到上依次进行组装，所有元器件均保持同轴状态；电极芯(4)贯穿上过渡环(1)、绝缘套环(2)和下过渡环(3)；S4.在组装好的各个部件之间的接触面均缠上焊丝，在所述上过渡环(1)和下过渡环(3)阶梯内凹部分的倒角部位也缠上焊丝；S5.将缠好焊丝的组件放到高温炉中加热，直至焊料熔融并沿各个接触面渗透均匀，然后降温使焊料冷却固化完成焊接，由此制得密封绝缘电极。

2.如权利要求1所述的密封绝缘电极，其特征在于，所述绝缘套管(2)为氧化铝基陶瓷、氮化铝基陶瓷或石英玻璃表面包覆金属制成，所述上过渡环(1)和下过渡环(3)采用4J33陶瓷封接合金材料或4J34陶瓷封接合金材料制备，所述上过渡环(1)和下过渡环(3)与表面包覆金属连接；所述电极芯(4)采用不锈钢、无氧铜或者4J33陶瓷封接合金材料或4J34陶瓷封接合金材料制备，所述电池盖板(5)采用不锈钢材料制备。

3.如权利要求1或2所述的密封绝缘电极，其特征在于，所述电极芯(4)为无氧铜材料时，其表面采用不锈钢管进行包覆并形成紧配合，所述上过渡环(1)与不锈钢管紧密连接；所述电极芯(4)采用不锈钢、4J33陶瓷封接合金材料或4J34陶瓷封接合金材料制备时，所述上过渡环(1)直接与电极芯连接。

4.如权利要求3所述的密封绝缘电极，其特征在于，所述绝缘套管(2)与上过渡环(1)、下过渡环(3)以及电极芯(4)连接时采用氩弧焊、激光焊接或钎焊方式焊接，所述电池盖板(5)的内环和下过渡环(3)采用氩弧焊、激光焊接或钎焊方式焊接。

5.如权利要求4所述的密封绝缘电极，其特征在于，所述上过渡环(1)、下过渡环(3)和绝缘套管(2)的阶梯的数量范围为1～5，所述绝缘套管(2)上的阶梯数量少于或等于对应的上过渡环(1)和下过渡环(3)的阶梯数量，所述电极芯(4)的上部为中空结构，电极芯(4)下表面距下过渡环(3)的下表面的距离取决于电池负极集流体的位置高低。

6.如权利要求5所述的密封绝缘电极，其特征在于，上过渡环(1)和下过渡环(3)内部在阶梯内凹部分留有倒角用于放置焊料。