專利名稱:高溫溶鹽電池內封料的制作方法
技術領域:
本發明涉及高溫溶鹽電池技術領域。
背景技術:
高溫熔鹽電池(Na-S)陽極活性物質是硫磺(溶融態)或者硫化鈉Na2Sx (溶融態),陰極活性物質是金屬鈉(溶融態),電解質用對鈉離子有選擇性 通過率的玻璃材料或者e -三氧化二鋁等作為固體電解質,電池在約30(TC工 作,電池開路電壓為2.08V,理論比容量值為785Wh/Kg,實際約200Wh/Kg。
電池結構中關健部件為多孔瓷導管,可選擇性通過Na+,同時又可以防 止Na和S直接短路,有隔膜的作用。多孔瓷導管的高溫熔結密封是高溫電 池技術的關健,這種密封要選擇新型材料,在高溫熔融態與瓷導管熔結密合, 確保內含的陰極活物質(Na)不溢出,不與S反應,不引起爆炸。因此, 高溫熔鹽電池中,多孔導管的密封關系到電池的安全性、可靠性,是電池制 造至關重要的性能,是成敗的關健同時也是難點。
瓷導管密封的作用1、防止陰極活性物質溢出直接與陽極活性物質反 應(劇烈反應甚至能引起爆炸);2、防止活物質損耗;3/防止電池由于電極 移動影響電極與正極活性物質接觸面積而引起電壓變化;(接線柱移動)。
發明內容
本發明目的在于發明一種可為高溫溶鹽電池的瓷導管提供可靠密封的 內封料。
本發明以硅酸鹽為主原料,助以金屬Zn、 Ni、 Mg粉的至少任意一種。 其中,所述硅酸鹽占材料總重量的93 95%,金屬Zn、 Ni、 Mg占材料 總重量的7 5%。將硅酸鹽和金屬粉混合熔融后,向高溫溶鹽電池的塞與管壁的"迷宮" 部位灌填,具有以下優點
1、 密封可靠由熔融狀態冷卻至固體,膨脹系數很小,體積變化(收
縮膨脹)在高溫300°C-450°C,常溫10°C-30°C,體積變化都在非常小的范 圍,即高溫不溢流,冷卻到常溫不開裂。
2、 耐反應物質變化與陽極物與陰極物的接觸,反應性遲鈍,耐化學
性高,在常溫或高溫對電池中活物質表示出惰性,不發生反應。
3、 溫度變化范圍大在融熔態和常溫固態,密封部位粘結力很強,且
粘結力不隨溫度變化,適合高溫密封用,最適合高溫熔鹽電池內封之用。
4、 相容性好粘合劑與被粘結物的表面張力,親和力都非常接近,以
致粘合性強且不隨溫度變化而改變。
具體實施例方式
高溫溶鹽電池的瓷導管準備
1、 在導管內設計口,使密封接觸面增加;
2、 瓷導管位于正極活性物質上方(即瓷導管密封面高于正極活性物質
面);
3、 瓷導管內置帶導線的管塞,使塞與管壁呈吻合狀態結構。
一、 配制備密封料
稱取硅酸鹽,如硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸鋰、硅酸鎂的至少任意一種, 93 95kg,再稱取Zn、 Ni、或Mg粉至少一種,5~7kg,將密封料配至100kg, 混合均勻后待用。
二、 密封工藝
將配成的密封料溶融后,注入高溫溶鹽電池的塞與管壁的"迷宮"部位, 待冷卻,即可。
權利要求
1、高溫溶鹽電池內封料,其特征在于以硅酸鹽為主原料,助以金屬Zn、Ni、Mg粉的至少任意一種。
2、 根據權利要求1所述高溫溶鹽電池內封料,其特征在于所述硅酸鹽 占材料總重量的93 95%,金屬Zn、 Ni、 Mg占材料總重量的7 5%。
3、 根據權利要求1或2所述高溫溶鹽電池內封料,其特征在于所述硅 酸鹽為硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸鋰、硅酸鎂中的至少任意一種。
全文摘要
高溫溶鹽電池內封料,涉及高溫溶鹽電池技術領域。本發明以硅酸鹽為主原料,助以金屬Zn、Ni、Mg粉的至少任意一種,產品具有密封可靠、耐反應物質變化、溫度變化范圍大、相容性好等優點。
文檔編號H01M2/16GK101483228SQ20091002513
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月17日 優先權日2009年2月17日
發明者居春山, 戴德彬, 李中奇, 王彩霞 申請人:江蘇華富控股集團有限公司