CN102856598A - 一种多阴极管钠硫电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多阴极管钠硫电池，包括多个阴极管和一个可容纳所述的多个阴极管的阳极外壳；所述的多个阴极管中的每个阴极管的内部充填阴极物质，外部套一个陶瓷管；所述的阴极物质为金属钠；所述阴极管与其外部所套的电解质管之间密封；所述的多个阴极管集联形成钠硫电池的阴极；所述的阳极外壳与所述的电解质管之间充填阳极物质，所述的阳极物质为填充于石墨毡中的硫单质；在钠硫电池的端口，所述的阴极与阳极之间绝缘密封。本发明不仅可有效增大电解质管表面积，提高单电池的容量，而且可方便的对电池的阳极外壳内表面进行防腐处理，增强抗腐蚀能力。

Description

一种多阴极管钠硫电池

技术领域

本发明涉及一种电池，具体涉及一种具有多个阴极管的钠硫电池。

背景技术

目前，大内径的β(β″)Al₂O₃陶瓷管的加工难度较大，因此阳极外壳的直径也较小，其内表面防腐处理存在一定困难，采用由多个阴极管连接组成的阴极可以解决此问题，同时，在单个钠硫电池中采用多个阴极管可以在容积相同的情况下有效增大电池的电解质管表面积，提高单电池的容量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种容量大、抗腐蚀能力强的钠硫电池。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种多阴极管钠硫电池，包括多个阴极管和一个可容纳所述多个阴极管的阳极外壳；所述多个阴极管中的每个阴极管的内部充填阴极物质，外部套一个电解质管；所述阴极物质为金属钠；所述阴极管与其外部所套的所述电解质管之间密封；所述多个阴极管集联形成所述钠硫电池的阴极；所述阳极外壳与所述电解质管之间充填阳极物质；所述阳极物质为填充于石墨毡中的硫单质；在所述钠硫电池的端口，所述阴极与阳极之间绝缘密封。

进一步的，所述电解质管为陶瓷管；

进一步的，所述陶瓷管为β(β″)Al₂O₃陶瓷管。

进一步的，所述阴极管与其外部所套的所述电解质管之间用高温密封胶密封。

进一步的，所述阴极与阳极之间通过α-Al₂O₃陶瓷绝缘，并用高温密封胶密封。

进一步的，所述阴极管为不锈钢管；所述阳极外壳采用不锈钢、铝合金或其它导电材料。

进一步的，所述阳极外壳内具有多个用于承托所述电解质管的支撑体。

由上述技术方案可知，为了克服目前的β(β″)Al₂O₃陶瓷管内径较小的不足，本发明提供了一种多个阴极管集联形成阴极的钠硫电池，这样就可以采用内径较大的阳极外壳，不仅可以方便阳极外壳内壁的防腐处理，还可以有效增大电池的电解质管表面积，提高单电池的容量。

由此可见，本发明具有如下有益效果：

采用管径较小的阴极管，也就是采用管径较小的β(β″)Al₂O₃陶瓷管作为电解质，在电解质管相同体积的情况下，采用较小管径时，其表面积要大得多，从而可以增加钠离子通道，有效提高钠硫电池的单电池容量，同时，可以增大阳极外壳内径，以便于对阳极外壳内壁进行等离子喷涂等防腐处理，提高抗腐蚀能力。

附图说明

图1为本发明的三个阴极管在阳极外壳中的分布的横截面示意图。

图2为本发明的四个阴极管在阳极外壳中的分布的横截面示意图。

图3为本发明的五个阴极管在阳极外壳中的分布的横截面示意图。

图4为本发明的六个阴极管在阳极外壳中的分布的横截面示意图。

图5为本发明的七个阴极管在阳极外壳中的分布的横截面示意图。

图6为本发明中单个阴极管和电解质管的横截面示意图。

图7为本发明中单个阴极管和电解质管的剖面示意图。

图8为本发明中具有两个阴极管的钠硫电池的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1至图5所示，本发明的多阴极管钠硫电池中可具有多个阴极管，例如三管、四管、五管、六管、七管，其中，外大圆表示阳极外壳，内小圆表示阴极管，多个阴极管也就需要多个β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管，在阴极物质体积相同的情况下，多个阴极管可以有效增加β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管的表面积，增加钠离子通道，提高单电池的效率。

如图6和图7所示，单个钠硫电池阴极管可采用不锈钢管，其内部充填金属钠，作为阴极物质，其外部套有一个β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管，二者之间通过高温密封胶密封。每个阴极管都具有阴极连接点，可将两个以上例如两个阴极管通过各自的阴极连接点互相连接，以集联形成钠硫电池阴极，如图8所示，该阴极置于阳极外壳内的阴极支撑体上，并在钠硫电池的端口处，与阳极通过α-Al₂O₃陶瓷绝缘，并通过高温密封胶密封，阳极外壳与β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管之间充填阳极物质，该阳极物质为填充于石墨毡中的硫单质。

在体积相同的情况下，β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管内径较小时，电解质管表面积较大，有利于提高电池效率，例如：

设β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管的长度为1＝300mm，当其内径

时，

其内表面积S₄₀≈3.14×40×300＝37680mm²，

其内容积V₄₀≈3.14×20²×300＝376800mm³；

而当其内径

时，

其内表面积S₂₀≈3.14×20×300＝18840mm²，

其内容积V₂₀≈3.14×10²×300＝94200mm³；

可以看出，V₄₀≈4V₂₀，S₄₀≈2S₂₀，在体积相同的情况下，较小管径时，表面积要大得多。同时，小管径的β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管成品率也比较高。

也就是说，采用1根内径为

的β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管用于阴极管，与4根内径为

的β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管所占体积相同，但是采用4根内径为

的β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管时，其表面积之和是1根内径为

的β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管的2倍，β(β″)Al₂O₃陶瓷电解质管的表面积越大，钠离子交换通道就越多，因此电池效率也就越高；同时，为容纳多个阴极管，需要内径较大的阳极外壳，因此为阳极外壳内壁防腐处理带来方便。

Claims (8)

1.一种多阴极管钠硫电池，其特征在于，包括多个阴极管和一个可容纳所述多个阴极管的阳极外壳；所述多个阴极管中的每个阴极管的内部充填阴极物质，外部套一个电解质管；所述阴极物质为金属钠；所述阴极管与其外部所套的所述电解质管之间密封；所述多个阴极管集联形成所述钠硫电池的阴极；所述阳极外壳与所述电解质管之间充填阳极物质；所述阳极物质为填充于石墨毡中的硫单质；在所述钠硫电池的端口，所述阴极与阳极之间绝缘密封。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电解质管为陶瓷管。

3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述陶瓷管为β(β”)Al₂O₃陶瓷管。

4.如权利要求1-3之一所述的电池，其特征在于，所述阴极管与其外部所套的所述电解质管之间用高温密封胶密封。

5.如权利要求1-3之一所述的电池，其特征在于，所述阴极与阳极之间通过α-Al₂O₃陶瓷绝缘，并用高温密封胶密封。

6.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述阴极与阳极之间通过α-Al₂O₃陶瓷绝缘，并用高温密封胶密封。

7.如权利要求1-3、6之一所述的电池，其特征在于，所述阴极管为不锈钢管；所述阳极外壳采用不锈钢、铝合金或其它导电材料。

8.如权利要求1-3、6之一所述的电池，其特征在于，所述阳极外壳内具有多个用于承托所述电解质管的支撑体。

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