一种液态金属电池及其密封绝缘装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种密封绝缘装置，包括顶盖，所述顶盖上设有多个正极接头和至少一个负极接头，所述正极接头与所述负极接头绝缘设置；所述顶盖中部设有通孔，所述负极接头设置于所述通孔内，所述负极接头与所述顶盖间设有多个绝缘部；多个所述正极接头均匀分布于所述负极接头的外围，且其一端与所述顶盖固定连接；所述绝缘部与所述顶盖及负极接头之间均设有密封件。此结构的密封绝缘装置，用于液态金属电池上时，由于负极接头与顶盖间设置多个绝缘部，绝缘部及负极之间均设有密封件，其密封效果和绝缘效果均更为出色，能有效延长液态金属电池的循环使用寿命。另一方面，本发明专利技术还提出一种包括上述密封绝缘装置的液态金属电池。

Liquid metal battery and sealed insulation device thereof

The invention provides a sealing and insulating device, which comprises a top cover, the top cover is provided with a plurality of positive connector and at least one anode connector, wherein the positive electrode and the negative electrode joint joint insulation setting; the middle part of the top cover is provided with a through hole, the negative electrode connector is arranged in the through hole, a plurality of insulation with the anode joint and the top cover; a plurality of the positive connection of uniform distribution in the cathode joint periphery, and is fixedly connected with one end of the top cover; seals are arranged between the insulating part and the top cover and a negative joint. Sealing and insulating device of this structure for liquid metal batteries, because of a plurality of insulating part is arranged between the insulation cover and anode joints, seals are arranged between the anode and the sealing effect, and the insulation effect is better, can effectively extend the service life cycle of liquid metal batteries. On the other hand, the present invention also provides a liquid metal cell including the sealed insulating device.

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属电池及其密封绝缘装置
本专利技术涉及电池领域，特别涉及一种液态金属电池及其密封绝缘装置。
技术介绍
目前，风力和光伏等发电技术由于清洁无污染、可再生等优点受到广泛关注，但是由于风力、太阳能等的强弱变化造成其发电技术存在不连续及稳定性差，使其在并网推广使用时受到极大限制。但是通过储能电池的储能以及输出能够实现稳定发电从而减少上述新型发电技术对电网的冲击，使得电能利用率大大提高。因此发展对风能、太阳能等能量储存并平稳输出的大规模储能技术成为电化学储能领域重要任务。目前主要的储能技术有机械储能和化学储能等。其中物理储能主要存在有抽水储能和压缩空气储能等；化学储能主要有铅酸电池、锂离子电池、全钒液流电池、钠硫电池、超级电容器和锂空气电池等。其中化学储能由于其能量转换效率高、成本相对较低而受到研究者的广泛关注。但是在大规模电网储能应用中，这些电池具有电池成本过高、安全性差等问题。比如说铅酸电池由于其正极活性材料二氧化铅在充放电过程中易于脱落导致其循环寿命较短，而全钒液流电池的原材料由于钒具有很高的毒性且资源有限而受到限制，锂离子电池在大规模储能中具有良好的性能，但是其生产成本过高。因而开发出满足成本低、循环寿命长、安全性好以及原材料丰富等特点，而且适合风能、太阳能稳定储能、调节电网平衡的大规模电网储能技术显得迫不及待。近些年来，液态金属电池也逐渐走进人们生活，这种电池的优点包括：廉价的金属组成正负极，无机盐作为电解质，在200～700℃的工作温度下液态的正负极材料、熔融电解质由于彼此间的密度不同以及不相容性而自动分层为自下而上存在的正极、电解质和负极。这种电池具有库伦效率高、倍率性能好、循环寿命长、成本低廉等优点，适用于解决风力、太阳能等发电并网储能。但是，液态金属电池在运行时也有其缺陷，由于电池在高温下工作，因此对密封的要求也较高，如果密封不好会导致电池内部电极材料和电解质盐变质而导致电池失效，同时正负极材料以及电解质盐对正负极绝缘材料的腐蚀速率非常快，也会导致电池的寿命大大降低。因此，如何提供一种密封性和耐腐蚀性均较好的、可用于液态金属电池的，并能有效延长液态金属电池的循环使用寿命的密封绝缘装置，以及包括此密封绝缘装置的液态金属电池，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
基于现有技术的不足，本专利技术要解决的问题是：如何提供一种密封性和耐腐蚀性均较好的、可用于液态金属电池的，并能有效延长液态金属电池的循环使用寿命的密封绝缘装置，以及包括此密封绝缘装置的液态金属电池。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种密封绝缘装置，包括顶盖，所述顶盖上设有多个正极接头和至少一个负极接头，所述正极接头与所述负极接头绝缘设置；所述顶盖中部设有通孔，所述负极接头设置于所述通孔内，所述负极接头与所述顶盖间设有多个绝缘部；多个所述正极接头均匀分布于所述负极接头的外围，且其一端与所述顶盖固定连接；所述绝缘部与所述顶盖及负极接头之间均设有密封件。此结构的密封绝缘装置，用于液态金属电池上时，由于负极接头与顶盖间设置多个绝缘部，绝缘部及负极之间均设有密封件，与现有结构的密封绝缘装置相比，其密封效果和绝缘效果均更为出色，能有效延长液态金属电池的循环使用寿命。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述负极接头包括负极引出棒，所述负极引出棒的两端之间设有环状板，所述环状板垂直于所述负极引出棒设置。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述绝缘部包括套设于所述负极引出棒上的第一绝缘部，所述第一绝缘部设置于所述环状板与所述顶盖之间。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述第一绝缘部的中部设有凹陷部，所述环状板收容于所述凹陷部内。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述密封绝缘装置还包括压板，所述压板套设于所述负极引出棒上，并与所述负极引出棒绝缘，所述压板的外围设有多个用于连接正极接头的连接部。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述绝缘部还包括套设于所述负极引出棒上的第二绝缘部，所述第二绝缘部设置于所述环状板与所述压板之间，且其部分置于所述凹陷部内。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述第一绝缘部和第二绝缘部的材质为陶瓷、无机盐、胶粘剂等其中的一种或一种以上。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述陶瓷为氧化锆、氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅等结构陶瓷其中的一种或多种；所述无机盐为氟化锂、氯化锂、溴化锂、碘化锂、碘化锂、氯化钾、氯化钙、氯化钠等卤化物盐中的一种；所述无机盐的前处理过程包括在Ar、N2及惰性气氛下，在0℃～1000℃保温0～24小时；所述胶粘剂为丙烯酸、环氧、聚氨酯、氧化铜、氧化铝中的一种或者一种以上。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述胶粘剂的成分包括两种时，其比例范围为(0.1：2)～(2：0.1)；所述胶粘剂的预处理温度介于40～800℃。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述密封件包括第一密封圈，所述第一密封圈设置于所述第一绝缘部与所述顶盖之间。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述密封件包括第二密封圈，所述第二密封圈设置于所述环状板与所述第一绝缘部之间。另一方面，本专利技术还提出一种液态金属电池，包括壳体和设置于壳体端部的密封绝缘装置，所述壳体和密封绝缘装置围合成密闭空腔，所述密封绝缘装置为如上任一项所述的密封绝缘装置。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述壳体内还设有导电坩埚，所述顶盖的下部抵持于所述导电坩埚的上端，所述顶盖的端部抵持于所述壳体的顶部内侧。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述导电坩埚内还设有电解质、正极和负极，所述负极还包括负极集流体，所述负极引出棒的下端插设于所述负极上。作为本专利技术一种密封绝缘装置在一方面的改进，所述负极集流体的材质为多孔泡沫金属；所述正极的材质为碱或碱土金属合金；所述负极的材质为碱金属、镁，或者镁与钙的金属合金；所述电解质为低熔点无机盐混合物，或者低熔点无机盐混合物和陶瓷粉末的共混物。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术一种液态金属电池的剖面示意图。1壳体2导电坩埚3正极4电解质5负极6负极引出棒7顶盖8第一绝缘部9第二绝缘部10第一密封圈11第二密封圈12第一垫片13第二垫片14螺帽15压板16环状板具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术实施例如下，如图1所示的密封绝缘装置，包括顶盖7，顶盖7上设有多个正极接头和至少一个负极接头，并且，正极接头与负极接头之间绝缘设置。更为具体地，顶盖7的中部设有一个通孔，负极接头设置于通孔内，多个正极接头则均匀地分布于负极接头的外围，正极接头的下端与顶盖7的上表面固定连接，或为一体式结构。同时，为防止顶盖7与负极接头短路，负极接头与顶盖7之间还设有多个绝缘部。为提高密封绝缘装置的密封效果，绝缘部与负极接头之间均设置一个或多个密封件。此结构的密封绝缘装置，用于液态金属电池上时，由于负极接头与顶盖7间设置多个绝缘部，绝缘部及负极5之间均设有密封件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封绝缘装置，其特征在于，包括顶盖(7)，所述顶盖(7)上设有多个正极接头和至少一个负极接头，所述正极接头与所述负极接头绝缘设置；所述顶盖(7)中部设有通孔，所述负极接头设置于所述通孔内，所述负极接头与所述顶盖(7)间设有多个绝缘部；多个所述正极接头均匀分布于所述负极接头的外围，且其一端与所述顶盖(7)固定连接；所述绝缘部与所述顶盖(7)及负极接头之间均设有密封件。

【技术特征摘要】
1.一种密封绝缘装置，其特征在于，包括顶盖(7)，所述顶盖(7)上设有多个正极接头和至少一个负极接头，所述正极接头与所述负极接头绝缘设置；所述顶盖(7)中部设有通孔，所述负极接头设置于所述通孔内，所述负极接头与所述顶盖(7)间设有多个绝缘部；多个所述正极接头均匀分布于所述负极接头的外围，且其一端与所述顶盖(7)固定连接；所述绝缘部与所述顶盖(7)及负极接头之间均设有密封件。2.根据权利要求1所述的密封绝缘装置，其特征在于，所述负极接头包括负极引出棒(6)，所述负极引出棒(6)的两端之间设有环状板(16)，所述环状板(16)垂直于所述负极引出棒(6)设置。3.根据权利要求2所述的密封绝缘装置，其特征在于，所述绝缘部包括套设于所述负极引出棒(6)上的第一绝缘部(8)，所述第一绝缘部(8)设置于所述环状板(16)与所述顶盖(7)之间。4.根据权利要求3所述的密封绝缘装置，其特征在于，所述第一绝缘部(8)的中部设有凹陷部，所述环状板(16)收容于所述凹陷部内。5.根据权利要求4所述的密封绝缘装置，其特征在于，所述密封绝缘装置还包括压板(15)，所述压板(15)套设于所述负极引出棒(6)上，并与所述负极引出棒(6)绝缘，所述压板(15)的外围设有多个用于连接正极接头的连接部。6.根据权利要求5所述的密封绝缘装置，其特征在于，所述绝缘部还包括套设于所述负极引出棒(6)上的第二绝缘部(9)，所述第二绝缘部(9)设置于所述环状板(16)与所述压板(15)之间，且其部分置于所述凹陷部内。7.根据权利要求6所述的密封绝缘装置，其特征在于，所述第一绝缘部(8)和第二绝缘部(9)的材质为陶瓷、无机盐、胶粘剂等其中的一种或一种以上。8.根据权利要求7所述的密封绝缘装置，其特征在于，所述陶瓷为氧化锆、氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅等结构陶瓷其中的一种或多种；所述无机盐为氟化...

【专利技术属性】
技术研发人员：方瑛，蒋凯，张玘，徐振轩，王康丽，胡林，李建颖，黎朝晖，何亚玲，陈金玲，
申请(专利权)人：东莞威胜储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44