常温钠硫蓄电池制造技术

本发明专利技术提供一种能在常温下工作的常温钠硫蓄电池，由外罩、氧化铝陶瓷、正极、负极、密封结构等组成，其特征是：负极物质由不低于两种碱金属组成的碱金属合金（常温下为液态）、液氨或／和煤油或／和石蜡组成，所谓碱金属是指锂、钠、钾、铷、铯、钫这六种碱金属，其中，钠、钾（总量）≥９０％（质量）。正极物质由硫及二硫化碳组成溶液、悬浊液或糊状，其中，１０％≤硫≤９０％（质量）。以上所述的碱金属合金主要由钾钠合金，其中，推荐的配比有两种，为：７６％钾与２４％钠（质量），其熔点为－１２．６℃；５６％钾，４４％钠，它的熔点为－１１℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种不需要加热，在常温下能直接工作的常温钠硫蓄电池，具体地讲， 是一种用于发电厂或电动车上作为电源的钠硫高能蓄电池。
技术介绍
钠硫电池是将化学能直接转化为电能的新型装置，以金属钠为负极，硫为正极，氧 化铝陶瓷兼电解质以及隔膜的二次电池。该电池最大的特点是比能量高，是铅酸电池的 3 4倍；可大电流、高功率放电；充放电效率几乎高达100%。它可以用在发电厂，在用电需求小于发电量时将多余的电能储存起来，在需要大 于供给时补充电能，通过削峰填谷的方式解决日益突出的供电紧张现象，可以节省现有发 电能源近乎50%。由于可再生能源的电力输出随着风、光照等资源的强度同步变化和波动，因此无 法直接向电网输出或向用户出售，需要经过稳定后方可和电网安全对接输出。钠硫电池的 长寿命和快速充电等特性使得它成为与风能等发电方式配套的一种最理想的储能电池，可 以从根本上解决风能太阳能输出电力不稳定的问题；是风能产业推广的重要配套产品。可以在潜艇、军舰等领域取代现有的锂离子电池和铅酸电池，对于国防有着重要 的意义。也是电动汽车的候选电源之一。
技术实现思路
钠硫电池使用地球上储量丰度均为前几位的钾、钠、硫等作为主要原材料，钠在地 壳中钠的含量为2. 83%，居第六位。钾在地壳中的含量为2.59%，占第七位。在海水中，除 了氯、钠、镁、硫、钙之外，钾的含量占第六位。硫是一种重要的动物(包括人类)身体中必 不可少的元素，它是多种氨基酸的组成部分，硫在地壳中的含量为0. 048%。所以钠硫电池具 有原材料储量大、能量和功率密度大、充放电效率高、不受产地限制、维护方便等特点。这样 一种极有发展潜力的项目在目前的发展前景并不被看好，因为它有一个致命缺陷，即必须 在300-350°C的高温下让金属钠和硫变成熔融状态才能正常工作，使它的诸多优点不能正 常发挥，所谓维护方便更成为无稽之谈，在蓄电池中加入恒温300-350°C的加热装置不仅结 构变得非常复杂，也使电池结构的可靠性能降低，工作寿命缩短。一旦加热装置较长时间停 止加热，钠硫电池内的电极物质变成了固态，钠硫电池重新恢复工作就非常困难。本专利技术提供一种在常温下就能直接工作的常温钠硫蓄电池，以克服钠硫电池需要 300-350°C恒温的加热装置所带来的一系列问题。本专利技术是这样实现的一种能在常温下工作的常温钠硫蓄电池，由外罩、氧化铝陶瓷、正极、负极、密封结构组 成，其特征是负极物质由不低于两种碱金属组成的合金(常温下为液态)、液氨或/和煤油或/和石 蜡组成，所谓碱金属是指锂、钠、钾、铷、铯、钫这六种碱金属，其中，钠、钾(总量)^ 90% (质量)。正极物质由硫及二硫化碳组成溶液、悬浊液或糊状，其中，10%彡硫彡90%(质量)； 以下通过实施例对本专利技术做进一步说明说明书附图1是本专利技术实施例1的结构图。 附图说明图1是说明书附图1是本专利技术实施例1的结构图。 其中1—外罩，它具有良好的导电能力和抗冲力能力；2——负极物质，由不低于两种碱金属组成的合金(常温下为液态)、液氨或/和煤油或/和石蜡组成，所谓碱金属是指锂、钠、钾、铷、铯、钫这六种碱金属，其中，钠、钾(总量) ^ 90% (质量)。3——氧化铝陶瓷容器，它处于正极物质和负极物质之间，做离子交换之用，兼有 钠硫电池的隔膜和电解液的作用。4——塑料导流板，与外罩和氧化铝陶瓷紧密连接(或粘接)，防止正极物质倒入 时流出到负极来与碱金属起剧烈反应。设有导入孔，可倒入石蜡隔离碱金属与空气和阳极 物质。5——负极引出端。是外罩的一部分，上有小孔，可以螺栓连接、焊接、压接等方式 接至外部电路。6——正极引出端。上有小孔，可以螺栓连接、焊接、压接等方式接至外部电路。7——正极，电的良导体，下方浸泡在正极物质中，上方设有和塑料导流板尺寸配 套的大盘组成上部密封的一部分，防止正极在外力作用下形成缝隙。8——正极物质，由硫及二硫化碳组成溶液、悬浊液或糊状，其中，10%彡硫彡90% (质量)；9——饶注密封。把密封物质液化后浇注其上凝固而成。碱金属遇到空气和水分反应激烈，噼啪作响、又有光亮产生让人害怕，反应过程中 产生的高温会直接伤害到人，而且我们人体是一个水合体，大部分就是由水组成，也不能和 它们直接接触；在这反应过程中它不会瞬间产生大量的气体，和爆炸是有天壤之别的，这说 明它的侵害是有限的。即使是暴弃到空气中，它们会迅速地融入为大自然的一部分，不会对 环境造成长期的伤害。只要我们小心地把它们与空气和水隔开，足够强度的外罩、合理的密 封隔离结构，只要让碱金属不要“见到”它们害怕的空气和水，同时不要与正极物质接触，就 能让它们成为我们的好朋友、好帮手，为我们人类作出巨大的贡献。钠，钾的为同族碱金属元素且性质相近，外层只有一个电子，他们的晶格空隙较 大，产生了互相渗透的现象，合金的熔点比构成它的金属钠和金属钾都要低，在以下两种配 比的钾钠合金中实验测得其熔点最低76%钾与24%钠(质量)的熔点为-12. 6°C ； 56%钾，44%钠的熔点为-11°C。所以，由钾和钠组成的合金钾钠合金就能很好地解决负极物质在常温下的液化问 题，它本身就是液体，不需要再进行加温使其熔融液化。钠钾合金的活性比钠高，这也意味 着它更适合做钠硫蓄电池的负极物质，可以使钠硫蓄电池的电气性能更好。不过其危险系数和丁基锂相似，储存和使用中需要妥善谨慎处理。正极物质由硫以及二硫化碳溶液组成溶液、悬浊液或糊状物质，其中，10% <硫 (90% (质量)；二硫化碳对人体组织有毒性，也要对其进行隔离处理。钾钠合金与硫的混和液在钠硫电池所处的位置可以互换，既可以把作为正极的硫 放入氧化铝陶瓷容器内，也可以把作为负极的钾钠合金放入氧化铝陶瓷容器内，但它们之 间能产生强烈的化学反应，不能混合到一起。权利要求1.一种能在常温下工作的常温钠硫蓄电池，由外罩、氧化铝陶瓷、正极、负极、密封结构 等组成，其特征是负极物质由 >两种碱金属组成的碱金属合金(常温下为液态)、液氨或/和煤油或/和 石蜡组成，所谓碱金属是指锂、钠、钾、铷、铯、钫这六种碱金属，其中，钠、钾(总量90% (质量)。2.如权利要求1所述的常温钠硫蓄电池，所述正极物质由硫及二硫化碳组成溶液、悬 浊液或糊状，其中，10%彡硫彡95% (质量)。3.如权利要求2所述的常温钠硫蓄电池，所述碱金属合金由钾与钠组成的钾钠合金， 其中，10%彡钠彡90% (质量)。4.如权利要求3所述的常温钠硫蓄电池，所述钾钠合金由76%钾与24%钠(质量)组成。5.如权利要求3所述的常温钠硫蓄电池，所述钾钠合金由56%钾，44%钠(质量)组成。全文摘要本专利技术提供一种能在常温下工作的常温钠硫蓄电池，由外罩、氧化铝陶瓷、正极、负极、密封结构等组成，其特征是负极物质由不低于两种碱金属组成的碱金属合金(常温下为液态)、液氨或/和煤油或/和石蜡组成，所谓碱金属是指锂、钠、钾、铷、铯、钫这六种碱金属，其中，钠、钾(总量)≥90%(质量)。正极物质由硫及二硫化碳组成溶液、悬浊液或糊状,其中，10%≤硫≤90%(质量)。以上所述的碱金属合金主要由钾钠合金，其中，推荐的配比有两种，为76％钾与24％钠(质量)，其熔点为-12.6℃；56％钾,44％钠，它的熔点为-11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能在常温下工作的常温钠硫蓄电池，由外罩、氧化铝陶瓷、正极、负极、密封结构等组成，其特征是：负极物质由≥两种碱金属组成的碱金属合金（常温下为液态）、液氨或／和煤油或／和石蜡组成，所谓碱金属是指锂、钠、钾、铷、铯、钫这六种碱金属，其中，钠、钾（总量）≥９０％（质量）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维奇，
申请(专利权)人：刘维奇，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]