一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构及钠硫电池制造技术

本发明专利技术公开了一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，包括电解质陶瓷管，所述电解质陶瓷管，包括直筒部，以及用于将所述直筒部的底部封闭的圆弧形的闭口端，所述电解质陶瓷管的径向外侧套接有一个柔性保护套，所述柔性保护套包括同轴套接在所述电解质陶瓷管径向外侧的套身，以及在所述电解质陶瓷管的闭口端下方将所述套身的底部封闭的套底；所述套身的顶部的内圆周与所述电解质陶瓷管的直筒部的外圆周壁线接触。其技术效果是：其不仅避免了电解质陶瓷管的闭口端参与电化学反应，而且有效缓解了因钠硫电池降温活性物质固化对电解质陶瓷产生的应力，提高了电解质陶瓷管的服役寿命。本发明专利技术还公布了具有对应钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构的钠硫电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能领域的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，以及装有该保护结构的钠硫电池。
技术介绍
钠硫电池是一种高比能量储能高温电池，其工作温度为280～360℃,其正极活性物质为硫磺，负极活性物质为金属钠，两种物质均属于易燃易爆物质。因此限制钠硫电池规模化应用的一个主要问题是如何保障电池的安全性能。通常钠硫电池固体。电解质陶瓷管为一端开口端，另外一端为闭口端，闭口端为球形或者椭球形设计，专利CN202423404U公布的钠硫电池电解质陶瓷管闭口端为椭球形，且厚度是直筒部的1.5倍以上，电池充放电时，闭口端和直筒部同时参加电化学反应，然而直筒部和闭口端通过的电流密度不同，造成直筒部和闭口端连接处应力集中，导致电解质陶瓷管损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构以及一种钠硫电池，其不仅避免了电解质陶瓷管的闭口端参与电化学反应，而且有效缓解了因钠硫电池降温活性物质固化对电解质陶瓷管产生的应力，提高了电解质陶瓷管的服役寿命。实现上述目的的一种技术方案是：一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，包括电解质陶瓷管，所述电解质陶瓷管，包括直筒部，以及用于将所述直筒部的底部封闭的圆弧形的闭口端；所述电解质陶瓷管的径向外侧套接有一个柔性保护套，所述柔性保护套包括同轴套接在所述电解质陶瓷管径向外侧的套身，以及在所述电解质陶瓷管的闭口端下方将所述套身的底部封闭的套底；所述套身的顶部的内圆周与所述电解质陶瓷管的直筒部的外圆周壁线接触。进一步的，所述柔性保护套由铝或铝合金制成，且表面设有氧化铝膜层。再进一步的，所述氧化铝膜层的厚度为50～150μm。进一步的，所述柔性保护套的套底的顶面与所述电解质陶瓷管的闭口端的底面之间存在竖直间隙，该竖直间隙的高度为3～10mm。进一步的，所述套身底部的内径比所述直筒部的外径大0.6～2mm。进一步的，所述柔性保护套的套身的顶部比所述电解质陶瓷管的套身的底部高3～10mm。进一步的，所述套身的顶部的内圆周与所述电解质陶瓷管的直筒部外圆周壁之间涂有无机高温胶。再进一步的，所述无机高温胶为无机物/石墨混合胶或无机物/陶瓷混合胶。进一步的，所述电解质陶瓷管的闭口端的壁厚壁大于所述电解质管的直筒部的壁厚。本专利技术的另外一种技术方案是：一种钠硫电池，包括电解质陶瓷管，所述电解质陶瓷管，包括直筒部，以及用于将所述直筒部的底部封闭的圆弧形的闭口端；所述电解质陶瓷管的径向外侧套接有一个柔性保护套，所述柔性保护套包括同轴套接在所述电解质陶瓷管径向外侧的套身，以及在所述电解质陶瓷管的闭口端下方将所述套身的底部封闭的套底；所述套身的顶部的内圆周与所述电解质陶瓷管的直筒部的外圆周壁线接触。采用了本专利技术的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构的技术方案，包括电解质陶瓷管，所述电解质陶瓷管，包括直筒部，以及用于将所述直筒部的底部封闭的圆弧形的闭口端；所述电解质陶瓷管的径向外侧套接有一个柔性保护套，所述柔性保护套包括同轴套接在所述电解质陶瓷管径向外侧的套身，以及在所述电解质陶瓷管的闭口端下方将所述套身的底部封闭的套底；所述套身的顶部的内圆周与所述电解质陶瓷管的直筒部的外圆周壁线接触。其技术效果是：其不仅避免了电解质陶瓷管的闭口端参与电化学反应，而且有效缓解了因钠硫电池降温活性物质固化对电解质陶瓷管产生的应力，提高了电解质陶瓷管的服役寿命。采用了本专利技术的一种钠硫电池的技术方案，包括电解质陶瓷管，所述电解质陶瓷管，包括直筒部，以及用于将所述直筒部的底部封闭的圆弧形的闭口端；所述电解质陶瓷管的径向外侧套接有一个柔性保护套，所述柔性保护套包括同轴套接在所述电解质陶瓷管径向外侧的套身，以及在所述电解质陶瓷管的闭口端下方将所述套身的底部封闭的套底；所述套身的顶部的内圆周与所述电解质陶瓷管的直筒部的外圆周壁线接触。其也能更实现上述技术效果。附图说明图1为本专利技术的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构压装示意图。图2为本专利技术的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构示意图。具体实施方式请参阅图1，本专利技术的专利技术人为了能更好地对本专利技术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：请参阅图1，本专利技术的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，包括电解质陶瓷管1，电解质陶瓷管1分为顶部开口的直筒部11，以及用于将直筒部11底部封闭的圆弧形的闭口端12。其中闭口端12的壁厚通常为直筒部11的壁厚的2倍及以上。电解质陶瓷管1的下方设有套接在电解质陶瓷管1径向外侧的柔性保护套2。柔性保护套2分为与电解质陶瓷管1同轴套接的，顶部开口的套身21和将套身21底部封闭的，水平的套底22，柔性保护套2的材料要求塑性好、并且不和钠硫电池活性物质，即硫磺或多硫化钠发生化学反应，且表面电子导电能力较差，因此优选铝和铝合金材料。柔性保护套2的壁厚在0.6～2.3mm之间，柔性保护套2的壁厚在0.6mm以下强度较弱，无法起到保护电解质陶瓷管1的作用。柔性保护套2的壁厚在2.3mm以上强则强度太高而不容易产生变形，并影响钠硫电池硫电极的装配。在本专利技术的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构压装前，柔性保护套2的套身21的内圆周壁和电解质陶瓷管1的直筒部11的外圆周壁之间保持一定的环形间隙，并且该环形间隙的宽度d在0.3～1mm之间，也就是说套身21底部内径比直筒部11的外径大0.6～2mm。该环形间隙的宽度d低于0.3mm，由于电解质陶瓷管1制备中批次外径尺寸存在一定的差异性，有可能影响柔性保护套2和电解质陶瓷管1之间的装配性能。该环形间隙的宽度d大于1mm，则需要在柔性保护套2的套身21的径向外侧施加更大的压力，才能使柔性保护套2的套身21顶部的内圆周与电解质陶瓷管1的直筒部11的外圆周壁之间产生线接触，因此电解质陶瓷管1的受力增加，容易引起电解质陶瓷管1产生应力缺陷，增加电解质陶瓷管1的损坏几率。柔性保护套2的顶面高于电解质陶瓷管1中直筒部11和闭口端12连接部，即柔性保护套2的顶面高于电解质陶瓷管1的直筒部11的底部。柔性保护套2的顶面与直筒部11的底部的高度差h1在2～10mm之间，柔性保护套2的顶面与直筒部11的底部的高度差h1在2mm以下，则由于电解质陶瓷管1加工长度的差异性，柔性保护套2可能没法发挥作用，柔性保护套2的顶面与直筒部11的底部的高度差h1在10mm以上，则减小了直筒部11的电化学反应面积，增加了钠硫电池的欧姆内阻。柔性保护套2的套底22的顶面与闭口端12底面存在竖直间隙，该竖直间隙在柔性保护套2内部充当一个缓冲装置，可有效缓解钠硫电池降温时硫磺和多硫化钠固化对电解质陶瓷管1产生的应力，竖直间隙的高度h2为3～10mm,竖直间隙的高度h2低于3mm，因钠硫电池工作时电解质陶瓷管1在竖直方向上产生较大的膨胀位移，柔性保护套2和电解质陶瓷管1的闭口端12可能受力接触。而竖直间隙的高度h2大于10mm，则增加了钠硫电池的高度，降低了钠硫电池的体积能量密度。为了消除柔性保护套2的表面电子电导性能，采用阳极氧化技术在柔性保护套2内外表面产生一层致密的氧化铝膜层，该氧化铝膜层的厚度50～150μm，氧化铝膜层的厚度低于50μm，则氧化铝膜层仍可以通过隧道效应导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，包括电解质陶瓷管，所述电解质陶瓷管，包括直筒部，以及用于将所述直筒部的底部封闭的圆弧形的闭口端；其特征在于：所述电解质陶瓷管的径向外侧套接有一个柔性保护套，所述柔性保护套包括同轴套接在所述电解质陶瓷管径向外侧的套身，以及在所述电解质陶瓷管的闭口端下方将所述套身的底部封闭的套底；所述套身的顶部的内圆周与所述电解质陶瓷管的直筒部的外圆周壁线接触。

【技术特征摘要】
1.一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，包括电解质陶瓷管，所述电解质陶瓷管，包括直筒部，以及用于将所述直筒部的底部封闭的圆弧形的闭口端；其特征在于：所述电解质陶瓷管的径向外侧套接有一个柔性保护套，所述柔性保护套包括同轴套接在所述电解质陶瓷管径向外侧的套身，以及在所述电解质陶瓷管的闭口端下方将所述套身的底部封闭的套底；所述套身的顶部的内圆周与所述电解质陶瓷管的直筒部的外圆周壁线接触。2.根据权利要求1所述的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，其特征在于：所述柔性保护套由铝或铝合金制成，且表面设有氧化铝膜层。3.根据权利要求2所述的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，其特征在于：所述氧化铝膜层的厚度为50～150μm。4.根据权利要求1所述的一种钠硫电池电解质陶瓷管闭口端保护结构，其特征在于：所述柔性保护套的套底的顶面与所述电解质陶瓷管的闭口端的底面之间存在竖直间隙，该竖直间隙的高度为3～10mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚明光，鲍剑明，徐中超，刘宇，
申请(专利权)人：上海电气钠硫储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31