一种基于提升多管钠硫电池性能的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的一种基于提升多管钠硫电池性能的装置，包括多管阳极仓以及可容纳多管阳极仓的阴极仓，多管阳极仓和阴极仓密封连接，所述的阴极仓包括一端开口的管状金属外壳，金属外壳内充填液体钠，多管阳极仓包括设置在金属外壳内的至少两个陶瓷管，陶瓷管内充填液体硫，阳电极棒插入陶瓷管内，金属外壳内安装用于承托陶瓷管的底托；阳电极棒上包裹碳毡网，同时陶瓷管内壁上也设置碳毡网，形成双层碳毡结构。本实用新型专利技术通过新材料的应用和结构优化提升装置运行过程中的热传导和导电性能，使得电池装置性能全方位的得到了改善，通过不断的筛选、测试，将原“碳毡”技术设计进行了提升，不但实现了原有的技术功能大大提升了装置的性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于提升多管钠硫电池性能的装置


[0001]本技术涉及电池
，具体涉及一种基于提升多管钠硫电池性能的装置。

技术介绍

[0002]公开号CN201829577U的基于提升多管钠硫电池性能的装置，在启动时要求加热至一定的温度区间方能工作，加热的过程要通过四种不同材料进行传导 (金属外壳、钠、固体电解质(β(β
″
)
‑
Al2O3)管、硫)，实现正常工作需要很长的预热时间和时间间隔。
[0003]具体的说，公开号CN201829577U的基于提升多管钠硫电池性能的装置存在以下问题：
[0004](1)碳毡技术设计功能只是阳极棒进行包裹，不能到达设计要求，陶瓷管内没有达到热传导和电荷收集面积狭小，功能不能得到应有的释放。需要扩大有效面积和提高导热性能。
[0005](2)原“碳毡”结构设计存在缺陷，陶瓷管内壁在产生化学反应时释放电荷的密集度比阳电极棒周围要高的多，硫的传导性能较弱，原“碳毡”包裹阳极棒设计功能被大打折扣。

技术实现思路

[0006]本技术提出的一种基于提升多管钠硫电池性能的装置，针对上述技术问题进行了选材和结构优化，从而提高热传导速率、解决均恒快捷加热、节省“热”资源成本的目的。
[0007]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0008]一种基于提升多管钠硫电池性能的装置，包括多管阳极仓以及可容纳多管阳极仓的阴极仓，多管阳极仓和阴极仓密封连接，所述的阴极仓包括一端开口的管状金属外壳，金属外壳内充填液体钠，所述的多管阳极仓包括设置在金属外壳内的至少两个陶瓷管，陶瓷管内充填液体硫，阳电极棒插入陶瓷管内，金属外壳内安装用于承托陶瓷管的底托；所述阳电极棒上包裹碳毡网，同时陶瓷管内壁上也设置碳毡网，形成双层碳毡结构。
[0009]进一步的，所述双层碳毡结构的顶部封闭或开放。
[0010]进一步的，所述双层碳毡结构的两层之间的空间里置入石墨烯混合物。
[0011]进一步的，所述石墨烯混合物为石墨烯晶体粉末与硫的混合物。
[0012]进一步的，所述各个陶瓷管的管口外边沿均与绝缘固定环片密封连接，各个陶瓷管管口处均设置密封垫片，阳电极棒穿过密封垫片插入陶瓷管内，绝缘固定环片与多个密封垫片连为一体。
[0013]进一步的，所述陶瓷管为电解质Al2O3管，陶瓷管内充填的液体硫与密封垫片之间有空隙，所述的绝缘固定环片的两端密封固定在金属外壳的管口处，陶瓷管管口处设置上、下两个密封垫片，阳电极棒从两个密封垫片内穿过。
[0014]进一步的，所述的底托内设置气囊，底托与多个陶瓷管的配合面为圆球面，所述的金属外壳的下端开设用于注入液体钠的开口，该开口处上安装注入阀。
[0015]由上述技术方案可知，本技术的基于提升多管钠硫电池性能的装置，除了具备单体钠硫电池的性能外，具有超大的存储容量，不仅降低了对制造设备的要求、简化了制作工艺及流程、提高了电池的安全性能，加强了抗腐蚀能力，延长电池寿命，更大程度上减少了对超大尺寸固体电解质的依赖，而且大大的降低了电池的成本，更便于产业化生产，同时本技术通过新材料的应用和结构优化提升装置运行过程中的热传导和导电性能，使得电池装置性能全方位的得到了改善。
[0016]具体的说，本技术是在公开号CN201829577U的基础上实现了技术迭代。钠硫电池作为“钠”电池的代表，具有高比能量、高功率密度、寿命长、无自放电现象、100％的库仑效率等特点，适合电力存储。
[0017]本技术在化学电源领域归类为“热”电池装置，对热传导、导电率的系统技术要求非常严谨，实现技术升级关系到装置的运行、安全、寿命，本技术通过不断的筛选、测试、设计，将原“碳毡”技术设计进行了提升，不但实现了原有的技术功能大大提升了装置的性能。高新材料(高电热率、高导电率)的应用和结构优化，实现了加热瓶颈和“碳毡”功能的技术双突破，使得比能量、能量密度大幅提升。
[0018]由于本装置属于“热”储存技术范畴需要在300/320摄氏度处于熔融状态的工作环境，对预热时间、速度、导电效率及性能提升更加重要。本技术通过增加陶瓷管内壁处“碳毡”设计实现双“碳毡”层结构，利用“石墨烯晶体”材料优良的导电、传热性能，在陶瓷管内加入一定比例的“石墨烯晶体”粉末与硫混合，不仅可以实现导热的目的也搭建了双层结构“碳毡”之间传递电荷的“桥梁”，充当双导“载体”的作用。
[0019]总得来说本技术在原有技术的基础上实现双层“碳毡”结构(封闭、开放)，采用硫与“石墨烯”材料(网、颗粒)置入陶瓷管内(硫存储仓)混合应用，以及石墨烯材料在钠硫电池中的应用，具体优点如下：
[0020]1)导热传递快捷，缩短了预“热”时间，降低能耗，“热”管理系统得到了改善。
[0021]2)电荷的收集能力增强，电池装置比能量、能量密度得到提高，性能大大提升；
[0022]3)“石墨烯”材料优良的物理性能，置入的材料对原有的工作空间占比微乎甚微。
附图说明
[0023]图1是本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0024]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]如图1所示，本实施例所述的基于提升多管钠硫电池性能的装置，包括多管阳极仓以及可容纳多管阳极仓的阴极仓，多管阳极仓和阴极仓密封连接，所述的阴极仓包括一端开口的管状金属外壳1，金属外壳1内充填液体钠5，所述的多管阳极仓包括设置在金属外壳1内的至少两个陶瓷管2，陶瓷管2内充填液体硫3，阳电极棒4插入陶瓷管2内，金属外壳1内
安装用于承托至少两个陶瓷管 2的底托9。
[0026]其中，所述阳电极棒4上包裹碳毡网10，同时陶瓷管2内壁上也设置碳毡网 10，形成双层碳毡结构；所述双层碳毡结构的顶部封闭或开放。所述双层碳毡结构的两层之间的空间里置入石墨烯混合物，所述石墨烯混合物为石墨烯晶体粉末与硫的物理性混合构成。
[0027]本技术中的阴极仓被底座3分割成阴极反应仓和钠储存仓，底托9上方的为阴极反应仓，底托9下方的为钠存储仓，这种结构提高了安全性能，即使陶瓷管2一旦破损，由于没有大量钠的集结，更便于液体钠5和液体硫3的分离。
[0028]所述的底托9内设置气囊，底托9与多个陶瓷管2的配合面为圆球面。底托9 能够减少上、下、左、右震动对陶瓷管2造成的损伤，控制液体钠5的液面随着温度的变化而变化，以控制液体钠5的上升流量。所述的金属外壳1的下端开设用于注入液体钠5的开口，该开口处上安装注入阀8。所述的伸入陶瓷管2中的阳电极棒4上包裹碳毡网，更便于电荷的收集和传导。所述的各个陶瓷管2的管口外边沿均与绝缘固定环片6密封连接，各个陶瓷管2管口处均设置密封垫片 7，阳电极棒4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于提升多管钠硫电池性能的装置，包括多管阳极仓以及可容纳多管阳极仓的阴极仓，多管阳极仓和阴极仓密封连接，所述的阴极仓包括一端开口的管状金属外壳(1)，金属外壳(1)内充填液体钠(5)，所述的多管阳极仓包括设置在金属外壳(1)内的至少两个陶瓷管(2)，陶瓷管(2)内充填液体硫(3)，阳电极棒(4)插入陶瓷管(2)内，金属外壳(1)内安装用于承托陶瓷管(2)的底托(9)；其特征在于：所述阳电极棒(4)上包裹碳毡网(10)，同时陶瓷管(2)内壁上也设置碳毡网(10)，形成双层碳毡结构；其中，所述各个陶瓷管(2)的管口外边沿均与绝缘固定环片(6)密封连接，各个陶瓷管(2)管口处均设置密封垫片(7)，阳电极棒(4)穿过密封垫片(7)插入陶瓷管(2)内，绝缘固定环片(6)与多个密...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦磊，秦义恒，
申请(专利权)人：秦磊，
类型：新型
国别省市：