一种液态金属电池制造技术

本发明专利技术涉及液态金属电池技术领域，尤其涉及一种液态金属电池。能够减小绝缘埚与金属电池壳体之间的密封范围，降低了正负电极材料和电解盐泄漏的风险，提升电池的安全性能和使用寿命。本发明专利技术的一种液态金属电池，包括：金属电池壳体，以及设置在金属电池壳体内部的绝缘埚，绝缘埚为下端封闭、上端开口的筒状结构，绝缘埚内从下到上依次设置有正极材料、电解质以及负极材料；其中，绝缘埚上开设有连通正极材料和金属电池壳体的通孔，正极材料和金属电池壳体通过穿设于通孔的正极引出线电连接，正极引出线与通孔之间密封连接。

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属电池
本专利技术涉及液态金属电池
，尤其涉及一种液态金属电池。
技术介绍
液态金属电池是一种高温电池，在运行时，液态金属电池的所有部分都以液态形式存在：低密度液态金属负极、熔融盐电解质、高密度液态金属正极。由于彼此之间的密度不同、互不相溶，因此三部分自然地分为三层。放电时，负极金属失去电子，并通过外电路做功。负极金属离子化后通过熔盐迁移到正极并与正极金属合金化。充电时，电池执行相反的过程。通过上述的合金化及去合金化过程，液态金属电池可以完成电能的存储与释放，实现与外部的能量交换。液态金属电池内部的正负电极材料和熔融盐的化学性质均非常活泼，极易与空气中的水和氧发生反应使电池失效，因此，液态金属电池在常温和高温条件下的整体密封是至关重要的安全性问题。在现有技术中，为了实现液态金属电池的密封，通常采用金属电池壳体对正负电极材料和电解盐进行封装，然而，当液态金属电池在高温下工作时，正负电极之间要保持绝缘隔离，才能在其允许的情况下，按照规定的路径进行充放电，为了防止电池内部正负极短路，通常采用在金属电池壳体的内壁上涂覆绝缘陶瓷层的方式，或者，在金属电池壳体内部加装绝缘陶瓷管的形式，如图1所示，绝缘陶瓷管2与金属电池壳体1的底部采用高温密封胶进行密封，以实现正负电极材料和电解盐在绝缘陶瓷管2内的封装，同时，还能够实现正负电极材料之间的绝缘。然而，通过在金属电池壳体的内壁上涂覆绝缘陶瓷层以防止正负极短路时，加工工艺复杂，成本较高，且绝缘陶瓷层与金属电池壳体的热膨胀系数不同，在高温运行环境下容易发生绝缘陶瓷层的开裂以及脱落；在通过在金属电池壳体内部设置绝缘陶瓷管以防止正负极短路时，绝缘陶瓷管的底部与金属电池壳体的底部需涂抹耐高温的绝缘密封胶，若局部位置发生开裂，极易发生正负电极材料和电解盐的泄漏，造成电池性能下降甚至失效，并且，随着熔融态的正负电极材料和电解盐对金属电池壳体的腐蚀，很容易造成正负电极材料和熔融电解盐的泄漏，从而容易引发火灾和爆炸。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种液态金属电池，能够减小绝缘埚与金属电池壳体之间的密封范围，降低了正负电极材料和电解盐泄漏的风险，提升电池的安全性能和使用寿命。为达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种液态金属电池，包括：金属电池壳体，以及设置在金属电池壳体内部的绝缘埚，绝缘埚为下端封闭、上端开口的筒状结构，绝缘埚内从下到上依次设置有正极材料、电解质以及负极材料；其中，绝缘埚上开设有连通正极材料和金属电池壳体的通孔，正极材料和金属电池壳体通过穿设于通孔的正极引出线电连接，正极引出线与通孔之间密封连接。可选的，通孔开设于绝缘埚的底部，或者绝缘埚靠近底部的侧壁上。可选的，正极引出线以曲线形式延伸设置。可选的，正极引出线由热膨胀系数为6×10-6/℃-10×10-6/℃的金属材料制成。可选的，绝缘埚的侧壁与金属电池壳体的侧壁之间留有间隙，间隙大于等于绝缘埚厚度的10％小于等于绝缘埚厚度的80％。可选的，绝缘埚的底部外侧面与金属电池壳体的底部内侧面之间的高度差介于正极引出线的厚度的1.5倍-5倍之间。可选的，正极引出线一端穿过通孔与金属电池壳体电连接，另一端伸入正极材料内与正极材料电连接。可选的，金属电池壳体包括上半部分壳体和下半部分壳体，其中，绝缘埚位于下半部分壳体内，上半部分壳体密封连接有负极棒，并通过将负极棒的一端伸入负极材料中与下半部分壳体密封连接，负极棒的另一端位于金属电池壳体的外部。可选的，上半部分壳体和下半部分壳体密封连接。本专利技术实施例提供一种液态金属电池，通过将绝缘陶瓷管替换为绝缘埚，在绝缘埚上开设连通正极材料和金属电池壳体的通孔，并将正极引出线穿设于通孔实现正极材料和金属电池壳体的电连接，仅需要对通孔与正极引出线之间的间隙进行密封即可，与现有技术中将正极材料直接与金属电池壳体电连接，需要将绝缘陶瓷管的整个底部与金属电池壳体之间密封相比，能够减小绝缘埚与金属电池壳体之间的密封范围，降低了正负电极材料和电解盐泄漏的风险，从而能够提高电池的密封性能，提升电池的安全性能和使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术提供的一种液态金属电池的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种液态金属电池的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种液态金属电池的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的再一种液态金属电池的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术实施例提供一种液态金属电池，参见图2，包括：金属电池壳体1，以及设置在金属电池壳体1内部的绝缘埚2，绝缘埚2为下端封闭、上端开口的筒状结构，绝缘埚2内从下到上依次设置有正极材料、电解质以及负极材料；其中，绝缘埚2上开设有连通正极材料和金属电池壳体1的通孔21，正极材料和金属电池壳体1通过穿设于通孔21的正极引出线3电连接，正极引出线3与通孔21之间密封连接。绝缘埚是指由绝缘材料制成的类似土锅的结构。本专利技术实施例提供一种液态金属电池，通过将绝缘陶瓷管替换为绝缘埚2，在绝缘埚2上开设连通正极材料和金属电池壳体1的通孔21，并将正极引出线穿设于通孔21实现正极材料和金属电池壳体1的电连接，仅需要对通孔与正极引出线3之间的间隙进行密封即可，与现有技术中将正极材料直接与金属电池壳体1电连接，需要将绝缘陶瓷管的整个底部与金属电池壳体1之间密封相比，能够减小绝缘埚与金属电池壳体之间的密封范围，降低了正负电极材料和电解盐泄漏的风险，从而能够提高电池的密封性能，提升电池的安全性能和使用寿命。其中，绝缘埚可以由任何绝缘材料制成，例如陶瓷材料等。进一步地，在本专利技术实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液态金属电池，其特征在于，包括：金属电池壳体，以及设置在所述金属电池壳体内部的绝缘埚，所述绝缘埚为下端封闭、上端开口的筒状结构，所述绝缘埚内从下到上依次设置有正极材料、电解质以及负极材料；其中，所述绝缘锅上开设有连通所述正极材料和所述金属电池壳体的通孔，所述正极材料和所述金属电池壳体通过穿设于所述通孔的正极引出线电连接，所述正极引出线与所述通孔之间密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种液态金属电池，其特征在于，包括：金属电池壳体，以及设置在所述金属电池壳体内部的绝缘埚，所述绝缘埚为下端封闭、上端开口的筒状结构，所述绝缘埚内从下到上依次设置有正极材料、电解质以及负极材料；其中，所述绝缘锅上开设有连通所述正极材料和所述金属电池壳体的通孔，所述正极材料和所述金属电池壳体通过穿设于所述通孔的正极引出线电连接，所述正极引出线与所述通孔之间密封连接。2.根据权利要求1所述的液态金属电池，其特征在于，所述通孔开设于所述绝缘埚的底部，或者开设于所述绝缘埚靠近底部的侧壁上。3.根据权利要求1所述的液态金属电池，其特征在于，所述正极引出线以曲线形式延伸设置。4.根据权利要求1所述的液态金属电池，其特征在于，所述正极引出线由热膨胀系数为6×10-6/℃-10×10-6/℃的金属材料制成。5.根据权利要求1所述的液态金属电池，其特征在于，所述绝缘埚的侧壁与所述金属电池壳体的侧壁之间留有间隙；所述间隙大于等于所述绝缘埚厚度的10％小于等...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，宋韵洋，刘敏胜，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13